基于双环滑模控制的全向移动工业机器人多目标点跟踪控制系统设计

全向移动工业机器人在实际应用场景中,经常处于存在较高噪音的环境中,导致多目标跟踪的性能变差,为此设计基于双环滑模控制的全向移动工业机器人多目标点跟踪控制系统;系统硬件设计了主控制器模块及主控制器芯片;在数据采集模块中配置数据采集卡,实施帧数据采集;在无线通信模块中,采用Wi-Fi无线通信技术,实现系统的远程控制、数据传输功能;系统软件部分设计基于GhostNet的改进目标检测网络,实施多目标点检测;设计基于改进SORT算法的多目标点跟踪算法,实现多目标点跟踪;设计基于双环滑模控制的多目标点跟踪控制器,实现多目标点跟踪控制;测试结果表明,静态障碍物情况下,在仓库场景下,设计系统的目标点跟踪准确性平均值为97.23%,室外场景下的目标点跟踪准确性平均值为96.37%;动态障碍物情况下,两种场景下系统的目标点跟踪准确性略低于静态障碍物情况。

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。

基于双环自适应滑模的移动机器人轨迹跟踪控制

为了提升移动机器人轨迹跟踪精度,针对传统双环控制内外环协调性差、抗扰性弱的问题,文章提出双环自适应滑模的控制方法。为消除传统滑模控制(sliding mode control, SMC)方法中的趋近阶段,设计新型时变积分终端滑模控制器以保证系统状态始终位于滑模面,并通过控制器参数调节实现内环姿态误差和外环位置误差的快速收敛;构建基于势垒函数的增益调控方法,保证在扰动上界未知的情况下有效地抑制状态抖振,提高轨迹跟踪系统的抗干扰能力。对所提方法进行的验证分析结果表明,相较于现有的双环控制方法,该文轨迹跟踪控制方法精度更高、鲁棒性更强。

基于双环滑模的导弹控制系统设计与仿真

基于滑动模态控制理论设计了一种导弹姿态控制器,这个控制器应用双环滑模控制的方案,可以获得对角速度及姿态角的同时跟踪并具有较好的鲁棒性能和解耦性能。仿真结果表明,该控制系统具有良好的跟踪性能和鲁棒性。

柔性空间机械臂系统的双环积分滑模控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控的情况下,漂浮基柔性空间机械臂关节运动及柔性振动主动抑制的控制问题。由系统动量守恒关系及假设模态法,利用拉格朗日方法建立了柔性空间机械臂的系统动力学方程,之后采用奇异摄动理论,将其分解为表示刚性运动的慢变子系统和柔性振动的快变子系统。以此为基础,针对慢变子系统———柔性空间机械臂的刚性运动,设计了系统参数未知情况下的双环积分滑模控制方案,以控制柔性空间机械臂的载体姿态及机械臂关节铰协调地完成各自在关节空间的期望运动;而对于快变子系统———柔性臂的振动,则设计了分级模糊控制方案来主动抑制柔性杆的振动。计算机数值仿真证实了该方法的可靠性和有效性。

井下闭环导向钻井工具双环积分滑模控制研究

带有双偏心环偏置机构的旋转导向钻井工具在导向钻进时,由于旋转外套传递的钻压以及复杂的井下工况等不确定性及非线性因素,造成钻井工具的轨迹精确度难以控制,为此,提出了一种轨迹跟踪控制理论--双环积分滑模控制。首先,对一种旋转导向钻井工具中的双偏心环偏置机构进行模型简化,将其简化为二自由度的连杆机构;其次,对机构模型进行分析,构建其运动学方程和动力学模型;然后,设计了双环积分滑模控制器,并用Lyapunov函数证明了所设计的控制系统的稳定性;最后,利用MATLAB软件进行仿真分析,证实了该控制方法有较好的抗干扰能力和控制精度。

基于对偶双环滑模的空间翻滚目标相对绕飞控制

针对空间翻滚目标相对绕飞问题,采用基于旋量、对偶四元数的方法建立了相对动力学模型。以在轨翻滚航天器作为任务对象进行了相对绕飞的对偶双环滑模控制器设计,不仅保证了追踪航天器相对距离的稳定,还使其姿态能够与翻滚目标保持时刻同步。数值仿真验证了控制器的有效性。

智能扫地机器人双环积分滑模控制方法研究

针对Mecanum轮型扫地机器人在车轮打滑和重心偏移等不确定非线性因素影响下的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于修正动力学模型的轨迹跟踪控制方法。首先,对机器人进行了运动学与动力学分析。然后,根据外界干扰及参数估计的不确定性对动力学模型进行了修正,设计了双环积分滑模控制器,并通过Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。最后,在不同扰动作用下,以圆为参考轨迹进行跟踪仿真,结果表明:该控制系统具有较好的抗干扰性和鲁棒性,避免了因不确定性参数估计带来的建模误差,为扫地机器人在实际轨迹跟踪控制运用中奠定了理论基础。

无人动力翼伞双环积分滑模控制器设计与仿真

无人动力翼伞系统具有非线性和较强耦合性的特点,飞行状态难以控制。为了对无人动力翼伞进行更好的控制,首先,建立了无人动力翼伞6-DOF数学模型。其次,以此模型为基础,针对无人动力翼伞三轴角速度和角度的控制设计了一种双环积分滑模控制器,并针对其三轴惯性位移的控制设计了一种滑模控制器。最后,通过MATLAB软件将比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器与双环积分滑模控制器进行仿真对比分析。结果表明,建立的双环积分滑模控制器相较于工程中常用的PID控制器具有更快的响应速度以及更小的超调量,能够更好满足对无人动力翼伞飞行状态的控制需求。

轮式机器人双环轨迹物联网安全传感控制技术

针对轮式机器人控制过程中显著非线性、非完整约束动力学问题,结合物联网传感技术、双环积分滑模控制技术,提出一种轮式机器人运动轨迹的自动控制方法。采用感知层、网络层、应用层架构物联网,添加安全传感节点。利用最小二乘估计法处理传感节点信号,根据各基站与待定位节点间的信号到达时间差,获取机器人位置。针对轮式机器人的非完整约束动力学模型,利用双环积分滑模控制技术,结合内外环控制律,构建基于积分滑模面的内外环控制模型,实现轮式机器人轨迹安全传感自动控制。实验结果表明,所提技术的控制轨迹与期望轨迹拟合情况良好,可以达成预期控制目标。