带物理约束的双环自适应跟踪控制

针对状态和控制输入有界的变参数广义二阶非线性系统跟踪控制问题,研究了一种双环鲁棒跟踪控制方法。通过引入虚拟跟踪器将系统分解为内外两个独立的子系统,外环虚拟控制器对输入全局渐近跟踪并生成内环虚拟输入,内环采用自适应控制方法实现对系统参数摄动、外部干扰及饱和超幅的鲁棒性,并保证对虚拟输入的指数收敛性。双环自适应跟踪控制能够满足状态和控制输入有界条件下,系统的跟踪精度和对不确定性的鲁棒性。与反演控制器相比,双环跟踪控制器的可靠性更高。航天器抓捕问题的数值仿真验证了方法的有效性。

基于集成式线控液压制动系统的轮胎滑移率控制

传统的车辆制动系统很难以轮胎滑移率为直接控制目标,为了提高汽车的主动安全性能,对集成式线控液压制动系统(IEHB)的轮胎滑移率控制机理进行深入研究。在建立IEHB执行机构物理仿真模型与7自由度整车动力学模型的基础上,结合分层控制构架,利用滑移率与制动转矩构成的双闭环非线性控制方法,设计了基于IEHB系统的轮胎滑移率控制器;通过AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真平台,分别在高附着、低附着路面进行高速主动紧急制动仿真试验。结果表明:本文提出的控制方法可有效调控汽车轮胎滑移率。

混合动力汽车电子节气门双环滑模控制策略研究

针对混合动力汽车用电子节气门系统非线性特性以及控制系统中的扰动,在电子节气门的数学模型基础上,设计了基于非线性终端滑模面的内外环滑模控制策略。与此同时,为了实现混合动力车在复杂的行驶工况下对电子节气门控制系统不可测量变量和不确定扰动进行准确估计,设计了非线性扩张状态观测器,分别对3种不同工况下电子节气门角度跟随进行了实验验证。实验证明,采用的内外环滑模控制策略提高了电子节气门系统收敛速度,无超调现象,满足了混合动力汽车电子节气门高精度角度跟随的目标需求。

独轮自平衡机器人双闭环非线性PID控制

针对竖直飞轮独轮自平衡机器人系统,提出一种用于独轮自平衡机器人的平衡及运动控制的双闭环非线性PID控制方法(DLNPID),并给出了该控制方法稳定性的证明.该控制方法是具有横滚倾角内环、俯仰倾角内环和前向位移外环的双闭环控制,其中每个控制环均由非线性PID控制器(NPID)构成.实验结果表明,所提出的基于非线性PID的双闭环独轮自平衡机器人控制方法具有比线性方法更好的鲁棒性能.