轮式机器人执行机构动态跟踪优化控制研究

轨迹跟踪是移动机器人的基本运动控制任务,针对包含控制输入约束的非完整轮式移动机器人的全动态轨迹跟踪控制难题,提出一种基于非线性变换及反步法技术的全局轨迹跟踪控制算法。首先分析了非完整轮式移动机器人的动力学模型以及驱动电机的动态特性,然后利用非线性变换将有控制输入约束的控制问题转化为无控制输入约束控制问题,利用运动学模型所设计的全局轨迹跟踪控制律,将反步法技术推广到动力学模型,进一步将执行机构的动态包含在内,闭环系统具有李雅普诺夫稳定性。所设计的控制器可以有效地驱动机器人跟踪期望轨迹,而且控制输入能够保持在约束范围内,仿真结果证明证明控制。

基于动态执行机构的欠驱船舶循迹控制

欠驱船舶的循迹控制已成为国内外动力定位研究的难点.针对船舶循迹控制中横向偏差最小问题,文中利用line-of-sight(LOS)引导律将船舶期望位置转化为期望首向;为了满足动态执行机构的饱和、死区和迟滞等物理限制,将执行机构的动态响应方程并入到三自由度操纵数学模型中,使控制输出更加平滑;针对欠驱船舶横向控制力无法满足的问题,设计了一种基于Lyapunov理论的两输入反步积分控制器.数值仿真验证了执行机构的动态响应方程和反步积分控制器的有效性.

基于动态执行机构的船舶循迹反步积分控制（英文）

文章针对连续曲率路径,用一种简单的几何方法生成连续曲率的路径。基于该几何方法生成的连续路径,文中利用line-of-sight(LOS)引导律解决了循迹控制中横向偏差最小的问题。为了减弱控制输出的振荡和获得平滑的控制输出,一种基于动态执行机构的改进反步积分控制器在过驱动船舶循迹控制中得到了应用。值得注意的是,文中用积分操作来抵抗风浪流环境力。数值分析结果展示了该控制器的有效性。

动态执行机构下船舶制冷控制动态储能算法

由于当前船舶制冷控制多采用PID算法,计算过程复杂,制冷耗时间长,无法满足船舶制冷的实际要求,提出基于动态执行机构的船舶制冷动态储能控制算法,该算法应用储能、制冷、控制3个阶段并行原理完成工作,通过计算控制偏差值完成船舶制冷系统的控制计算,计算过程简单。由实验结果可知,相同工况下,本文制冷系统工作效率远高于传统PID算法的舶制冷控制,降低了制冷成本,有效降低工作人员劳动强度,对于船舶制冷行业发展有一定的指导意义。

涡扇发动机极点配置圆的多变量PI控制设计

为了实现对涡扇发动机高精准稳态控制,在静态输出反馈渐近稳定条件的基础上,考虑控制系统的鲁棒稳定裕度,推导了闭环极点配置圆的条件,提出了 1 种多变量控制系统闭环极点配置圆的线性矩阵不等式 LMI 设计方法。在双转子涡扇发动机上进行了仿真验证,双回路控制仿真表明:控制系统对于高压转子转速和涡轮落压比回路具有伺服跟踪和抗回路耦合干扰性能;单回路控制仿真表明:在不考虑执行机构动态直接进行控制器设计时,其相角裕度将减小 30°左右,导致系统的动态性能和稳定性变差。

考虑执行机构的超低空空投L_1自适应控制

针对超低空空投纵向控制问题,考虑控制回路中存在的执行机构动态特性,设计了基于L1自适应方法的超低空空投纵向控制律。采用基于分段定常自适应律的L1自适应控制策略设计控制律,定步长观测空投纵向模型的匹配与非匹配不确定性,考虑舵面饱和限制,以提升控制系统的控制性能与设计可靠性。仿真试验设置执行机构动态以及15%的模型不确定性,结果表明,所设计的空投纵向控制律具有良好的动态过程品质和鲁棒性。