执行器受限机器人的鲁棒输出调节

针对实际的控制系统中执行器受限的问题,研究了机器人存在不确定结构参数及外界干扰时的输出调节问题。基于李雅普诺夫稳定性理论,通过在构造存储函数的过程中引入双曲正切函数和适当的辅助函数,设计了一种有界的鲁棒控制器。所提出的控制器不保证了闭环系统的鲁棒稳定性,同时也达到了从干扰信号到跟踪误差评价信号所定义的L_2增益性能指标γ,即保证了干扰抑制的有效性。最后,由两连杆机器人进行的仿真结果验证了该控制器的可行性。

基于遗传算法的执行器受限PID控制

针对PID控制中输入受限问题,论文设计了基于遗传算法的VPID控制,利用遗传算法获得性能最优的参数,同时确保了闭环系统的动态特性。仿真结果表明该方法的有效性。

执行器受限空间机器人的模糊神经网络控制

空间机器人关节执行器输出力矩幅值及幅值变化率受限的情况,是其在太空应用中不可避免要面临的实际问题。为此该文讨论了关节执行器输出力矩幅值及幅值率受限情况下参数未知空间机器人系统协调运动的动力学控制问题。依据系统动量守恒关系和拉格朗日第二类方程,推导了漂浮基空间机器人系统的动力学方程。以此为基础,针对关节执行器输出力矩幅值及幅值率受限的情况,设计了一种自适应模糊神经网络控制器,以使空间机器人系统的本体姿态和机械臂关节铰协调地跟踪各自在关节空间的期望运动轨迹。该控制方案由自适应模糊神经网络控制器及抗饱和参数自适应律构成。首先利用有限差分法将幅值率受限条件转化为幅值受限条件,并与该文预设的力矩受限条件比较以确定每个采样时刻的力矩动态受限范围;然后再通过设计一个抗饱和参数自适应律来确保执行器的输出力矩在动态受限范围内。基于Lyapunov稳定性理论证明了该控制器可确保控制系统是渐近稳定的。仿真对比实验证明了该控制方案的有效性。

面向集群飞行的微小卫星姿态容差估计与快速精细控制方法

针对微小卫星集群执行空间非合作目标操控等任务时对单星自身姿态的确定与快速控制问题,本文提出了一种容差估计与快速精细控制方法.该容差估计方法设计了一种鲁棒性强的中心误差熵稀疏高斯埃尔米特求积滤波器,实现了厚尾非高斯测量噪声作用下的姿态高精度估计.此外,该方法基于一种新的预定时间姿态跟踪精细控制器设计而成,在预定时间内精确估计并精细补偿了姿态动力学模型误差,并在执行器控制能力受限条件下实现了对高动态强时变姿态轨迹的预定时间跟踪控制,率先同时解决了执行器能力受限与姿态预定时间控制问题.将该方法应用于某型微小卫星姿态控制系统设计,仿真结果表明该方法能显著地提高姿态估计精度与姿态跟踪控制速率.