高精度转台摩擦力矩补偿控制器设计与仿真

针对高精度转台在低速运行时,由于摩擦力矩的作用,跟踪精度会受到很大的影响的实际情况,本文提出将Stribeck摩擦力矩模型应用于高精度转台系统,并设计控制器,可以在线的对摩擦力矩进行辨识和补偿。该方法根据摩擦力矩模型的特点,采用前馈+积分反馈设计控制器。并采用Lyapunov函数和拉萨尔一般不变性原理分析了系统的稳定性,证明在一定的条件下,可以实现渐进稳定跟踪。实验结果表明,控制器对非线性摩擦力矩具有补偿作用。

双连杆Acrobot机器臂的最优控制器设计

研究欠驱动机器人Acrobot的最优控制,基于时间最短与控制量均衡性能指标的最优控制问题。首先运用最优控制原理得到了摇起区的最优控制律,当摇起区控制律进入吸引区时,采用切换控制使系统稳定在平衡顶点。使用拉萨尔定理分析最优控制律下局部稳定性,利用开关定理分析了切换控制下的全局稳定性。建立了力矩无约束条件下连续控制律与力矩受限开关控制律之间关系。文末给出了一个仿真实例,与相关研究结果进行了对比。

一组估计自治系统稳定域严格子集的通用方法

从泰勒级数出发,利用李雅普诺夫函数和拉萨尔不变性原理,针对非线性自治系统,提出了一组构建稳定域一个闭合子集的通用解析方法,避免了计算不稳定平衡点这个传统能量函数法中存在的困难。该方法显著的特点是可适用于任何稳定的非线性自治系统。文中将此方法应用于电力系统故障后暂态稳定分析。以多机电力系统均匀阻尼模型为例,介绍了该闭合子集的解析表达式和有关计算步骤,并对2个算例进行了仿真。

中立型随机时滞系统的渐近稳定性

通过It^o公式与半鞅收敛定理建立了中立型随机时滞系统的拉萨尔不变原理,确定系统解的极限位置的判定条件,并应用此原理给出中立型随机时滞系统的渐近稳定性的充分条件.同时也说明了本方法的结果包含了经典的随机系统稳定性结果为其特殊情况.需要指出的是,本方法所建立的稳定性结果无须LV负定,充分利用了随机扰动项的作用.最后,用实例验证了该结果.

时滞非线性系统的耗散哈密顿实现和L_2干扰抑制(英文)

研究时滞非线性系统的耗散哈密顿实现以及时滞哈密顿系统的L2干扰抑制问题.首先考虑了非线性系统的常值实现,提出了几个结论.然后针对时滞哈密顿系统提出了L2增益问题,并扩展了拉萨尔不变集原理.最后讨论了受控时滞哈密顿系统的L2干扰抑制控制问题.基于零状态可观性和所获得的拉萨尔不变集原理,提出了系统渐近稳定的充分条件.

适用于仿生眼的与模型无关的滑模阻抗控制

本文针对仿生眼系统,提出一种PD型的滑模控制方法(proportion differential control with sliding mode cont-rol, PD–SMC).该方法与模型无关,并将传统阻抗控制(PD控制)与滑模控制(sliding mode control, SMC)结合在一起,具有类似PD控制方法结构简单、易于实现的优点,并且针对系统参数的不确定性以及当系统存在外部扰动时,具有滑模控制方法(SMC)本身固有的强鲁棒性.文中设计的PD–SMC控制器中, PD控制环节使仿生眼系统实现稳定的运动控制, SMC控制环节用于补偿不确定的系统参数以及系统受到的外部扰动.利用Lyapunov方法以及拉塞尔不变性原理证明了闭环系统的稳定性与收敛性.仿真结果表明所提控制方法具有很好的跟踪控制性能.

利用代数方法证明地方病平衡点的全局稳定性

利用李雅普诺夫函数和拉萨尔不变性原理,给出了一种证明地方病平衡点的全局稳定性的代数方法.该方法是基于经典李雅普诺夫函数■,研究如何去选择合适的系数a_i,使得经典李雅普诺夫函数的导数是负定的或半负定的.作为一个应用,研究了具有复发的SIRI传染病模型的地方病平衡点的全局稳定性.

双连杆Acrobot的最优控制

主要研究欠驱动机器人Acrobot的最优控制,讨论控制有无约束两种情形下时间三类性能指标的最优控制问题.首先引进一种非线性等价变换,将系统转换为另一种易于设计控制律的形式,然后由极小值原理建立了最优控制律.在证明了双连杆最优控制律是一种非奇异控制后,利用拉萨尔定理分析最优控制律下的不变集.控制策略是使用最优控制律驱动系统运动至不变集邻域,该邻域满足可线性化条件时,线性化系统并用线性最优控制律进行控制.切换控制的全局稳定性由非光滑Lyapunov控制函数保证.最后给出了一类性能指标下的仿真结果,并与相关研究结果进行了对比,验证了该方法的有效性和优越性.