基于模糊自适应反步算法的多电机同步控制

针对多电机系统中,参数摄动和负载转矩变化会影响整个系统的跟踪精度和速度同步问题,论文设计一种模糊自适应反步控制方法。三台电机采用平均偏差耦合的结构,将其速度进行均值处理,然后再通过速度误差补偿器进一步地增强系统速度的同步效果。将模糊自适应反步算法应用到控制结构中,对系统由于扰动所带来的速度误差进行精准调节。在仿真实验中与传统滑模算法、传统的反步算法进行对比分析,研究结果表明:模糊自适应反步控制策略具有精度高、同步误差低、抗干扰性能好等特点。

电液伺服双缸同步举升系统反步法控制研究

针对电液伺服双缸同步系统的控制复杂、非线性强等问题,提出了一种反步控制算法,利用半实物仿真技术完成电液伺服同步系统的同步精度和反步法控制器的仿真验证工作。首先,对电液伺服双缸同步系统数学模型进行了研究,根据阀控缸基本方程和横梁动力学方程,推导了电液伺服同步系统非线性状态空间方程,利用坐标变换,将方程整理成矩阵形式以及严格反馈形式,满足了反步法控制律的应用条件;然后,根据李雅普诺夫稳定性理论和反步法控制原理,推导了电液伺服双缸同步系统的反步法控制律,编写了C语言程序设计反步法控制器;最后,由工控机和研华USB-4704数据采集卡组成的半实物仿真平台,完成了电液伺服双缸同步系统反步法控制策略的试验。研究结果表明:反步法控制电液伺服双缸同步控制系统,相比于常规PID控制,液压缸实际位移与期望位移误差更小,单液压缸的位移跟踪误差从6.5 mm降低到2.3 mm,减少64.6%,双缸同步系统的最大同步误差从0.25 mm降低到0.21 mm,减少了16%,设计的反步法控制器使双缸同步控制系统的控制精度和系统稳定性得到明显提升。

巨量转移装备核心轴自适应反步滑模控制

Micro-LED巨量转移装备核心轴具有多变量、强耦合、非线性以及容易受到参数摄动影响等特点,较难实现系统的高精度定位和快速响应。以基于永磁同步直线电机(PMSLM)的巨量转移装备X轴伺服系统为研究对象,提出了一种结合非线性函数和幂指数超螺旋切换控制律的自适应反步超螺旋滑模控制(ABSTASMC)算法,提高系统抗参数摄动能力,降低固有抖振,同时辅以前馈控制器,实现系统的快速响应。实验结果表明,相比传统的PID控制,ABSTASMC拥有更高的定位精度和更强的鲁棒性,调整时间更短,很好满足了巨量转移装备核心轴对高加速高精度运动性能的要求。

基于反步滑模算法的无人机姿态鲁棒控制系统设计

针对传统无人机姿态鲁棒控制系统易受到外部干扰影响,无法精准控制姿态角、左侧舵面角和右侧舵面角,导致系统不稳定的问题,设计了基于反步滑模算法的无人机姿态鲁棒控制系统;使用TMS320F28335芯片的串级PID控制器,控制无人机中央处理机;选择MS-S3型伺服驱动器保证电机高速运动时的高转矩运行;使用STM32f407VGT6型号姿态控制器,控制旋翼姿态;在软件流程设计过程中,构建无人机动力学模型,引入反步滑模算法构建考虑姿态角动态方程,选择Lyapunov函数计算误差变量,设计滑模控制律,借助Visual C++6.0实现软件程序编写,完成无人机姿态鲁棒控制系统设计;由实验结果可知,在时间为5 s时,该系统姿态角达到6°、左侧舵面达到0.40°、右侧舵面角达到0.20°,与实际控制结果一致,具有精准控制效果。

四旋翼无人飞行器反步法的控制

四旋翼无人飞行器是一种典型的六自由度的非线性、强耦合、欠驱动系统.针对四旋翼无人飞行器QballX4受控模型的复杂非线性问题,从实际应用的角度出发,提出了一种在定点悬停情况下忽略偏航角变化的模型简化方法,有效地解决了内外环约束条件的求解问题,并基于此模型设计了一种基于反步法的渐近稳定控制器.仿真结果表明:所设计的控制器能有效地实现定点飞行,同时,也验证了所建立的简化模型的合理性.

基于反步法的固定时间纯反馈非线性系统跟踪控制

研究了固定时间控制在非线性纯反馈系统中的应用。为了解决传统反步法无法处理纯反馈系统的问题,引入了一种非传统的坐标变换。根据Lyapunov稳定性定理证明了所提出的控制算法可以确保系统在固定时间内跟踪到给定信号,且收敛时间与系统的初始状态无关。最后,通过两个仿真示例验证了所提算法的有效性。

冷轧液压辊缝系统的自适应模糊Backstepping控制

针对液压辊缝系统提出一种自适应模糊Backstepping控制方法。根据系统特征选取适当的Lyapunov函数,减少了Backstepping设计的步骤,有效解决了高阶系统Backstepping设计过程中的"计算膨胀"问题。该方法采用自适应模糊系统消除了参数不确定项和负载干扰项的影响。给出了不确定参数的自适应律和系统跟踪误差收敛性证明。仿真结果表明,该控制器使系统具有快速、准确的动态性能。

基于STM32的四旋翼飞行器控制系统设计与应用

针对四旋翼飞行器是由4个控制量输入,6个自由度输出的欠驱动系统,其控制系统的设计尤为关键。本文采用反步法控制策略作为四旋翼飞行器的导航以及控制方法,设计出渐进稳定控制器。结合系统的动力学模型与matlab进行仿真实验。通过仿真实验得到反步法设计的控制系统快速稳定,角度偏差小,在0.3度之内,跟踪性良好。