滑模观测器耦合模糊补偿器的机械手控制研究

机械手具有结构化和非结构化的不确定性因素,这些不确定性因素导致机械手的性能降低。针对机械手的输出反馈跟踪控制问题,这里采用基于高阶滑模观测器和模糊补偿器的控制器实现机械手的有效控制。建立了机械手简化模型,构造了其运动学和动力学方程。引入了传统计算扭矩控制器,在此基础上用高阶滑模观测器从位置测量值重建速度和不确定性,用模糊补偿器补偿不确定性补偿误差,得到基于高阶滑模观测器和模糊补偿器的控制器。采用数学软件MATLAB对机械手系统进行仿真。同时,与传统计算扭矩控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示,采用基于高阶滑模观测器和模糊补偿器控制器的机械手的关节跟踪误差以及末端位置误差波动幅度减少50%左右,收敛速度更快,同时跟踪精度也提高了。采用基于高阶滑模观测器和模糊补偿器的控制器可以提高机械手的跟踪性能。

采用模糊补偿滑模控制器的空间柔性机械臂振动抑制方法

空间柔性机械臂可以安装于空间站协助宇航员开展在轨维修、航天器交会对接和太空垃圾捕获等任务。空间柔性机械臂因其细长的结构在运动过程中会出现振动现象,进而影响操作精度和飞行安全。为了减弱空间柔性机械臂的振动,采用模糊补偿滑模控制策略对空间柔性机械臂的旋转运动进行控制。通过提高空间柔性机械臂的转动控制精度间接地减弱振动。首先根据假设模态法描述空间柔性机械臂的变形,使用拉格朗日原理建立了考虑了二维变形的模态和转角耦合的动力学方程。然后,利用模糊规则的万能逼近特性辨识、补偿包括柔性非线性项和外界干扰的动力学模型的不确定成分。接下来,根据李雅普诺夫函数设计模糊补偿滑模控制策略的控制律和自适应律以保证空间柔性机械臂的闭环稳定性。最后,开展了空间柔性机械臂的仿真和物理样机控制试验。试验结果表明,模糊补偿滑模控制策略可以有效地提高空间柔性机械臂的转动控制精度,间接地减弱振动幅值。与传统的滑模控制策略相比,提出的控制策略可以使转角跟踪误差绝对值的平均值下降17.86%,使横向加速度的标准差下降31.91%。

基于模糊补偿的电力计量误差快速校正研究

在电力领域,准确的电力计量是确保电力系统运行安全、稳定的关键。然而,由于电力系统的复杂性和外部环境干扰等因素的影响,电力计量系统常常存在误差问题,导致计量精度下降,甚至影响电力系统的工作性能和经济性。因此提出基于模糊补偿的电力计量误差快速校正研究。首先采集电力计量数据并分析误差来源,然后基于采集的数据,构建电力计量误差模型。最后利用模糊逻辑系统对误差模型进行补偿,从而完成电力计量误差的快速校正。实验结果表明,运用本文方法进行电力计量误差校正后,其电力计量误差、最大误差和均方根误差均减小,具有实际应用价值。

煤气混合过程热值与压力的模糊补偿解耦控制

针对煤气混合过程的强耦合、强干扰和非线性等特点,提出一种将模糊控制和补偿解耦相结合的控制方法。首先,根据混合煤气热值和压力控制精度的不同要求,分别设计模糊控制器对热值和压力进行控制;然后,通过分析热值和压力之间的耦合关系,利用补偿解耦控制器对它们之间的耦合影响进行补偿,并结合生产过程中积累的操作经验,设计一种模糊补偿解耦策略,实现混合煤气热值和压力的解耦;最后,针对煤气混合过程中的特殊工况建立专家控制器,对蝶阀的非线性特性采用专家规则修正阀位增量。研究结果表明:混合煤气热值和压力的波动能稳定在较小的范围之内,同时具有较强的抗干扰能力。

一种新的模糊补偿多类支持向量机

支持向量机是Vapnik等学者在统计学习理论的基础上提出的一种新的机器学习方法。针对支持向量机理论中的多类分类问题和对于噪音数据的敏感性,本文提出了一种模糊补偿多类支持向量机算法FC-SVM。该算法是在Weston等人提出的多类SVM分类器的直接构造方法中引入模糊补偿函数,针对每个输入数据对分类结果的两方面影响,将目标函数中的惩罚项不仅进行了模糊化,而且对于分类情况进行了加权补偿,并重构了优化问题及其约束条件,然后重构了Lagrange公式,给出了理论推导。在充分的数值实验基础上,将文中提出的方法应用于建设银行个人房贷的信用评估系统中,得到了较好的实验结果。

双连杆柔性臂机器人的模糊补偿滑模控制

提出了宏微双重驱动双连杆柔性臂机器人递阶控制系统结构,下层为根据柔性臂刚性模态 设计的实现关节角位置控制的滑模算法和压电陶瓷抑振器,上层为根据关节角误差信号和滑模函数 变化趋势建立的模糊推理表用以确定对滑模控制律的修正。借助自动机模型分析了系统的稳定性, 将控制律在包含柔性模态的完整柔性臂机器人模型上进行计算机仿真,取得了满意的结果。

基于双模糊补偿注塑机料筒多区间温度解耦控制

针对注塑机料筒多区间温度场的相互耦合影响,造成料筒温度震荡和稳定性差的问题,设计双模糊补偿PID控制策略,以提升料筒区间温度控制的稳定性和精确性。将料筒区间温度的耦合影响作为系统扰动,利用模糊补偿控制进行补偿调节,消除耦合影响误差;以SIEMENS CPU315-2PN/DP为硬件控制器,在STEP7软件中设计并实现料筒温度控制程序;利用Simulink软件对双模糊补偿PID控制算法和模糊PID控制算法进行控制器性能、耦合影响、鲁棒性仿真对比。结果表明,双模糊补偿PID控制能够很好地完成料筒区间温度解耦,提高温度控制的稳定性和精确性。

空间机械臂关节运动的自适应模糊补偿控制

讨论了本体位置与姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机械臂关节空间轨迹跟踪的控制问题。结合系统动量及动量矩守恒关系并利用拉格朗日方法,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程。以此为基础,针对空间机械臂末端爪手所持载荷参数未知的情况,设计了一种标称计算力矩控制器附加自适应模糊补偿控制器的复合控制方案;即通过自适应模糊补偿控制器来弥补系统未知参数对标称计算力矩控制器的影响,以确保存在未知系统参数情况下整个闭环控制系统的渐近稳定性。提到的控制方案能够有效地克服系统未知参数的影响,控制漂浮基空间机械臂的两个关节稳定地跟踪关节空间的期望轨迹;并具有不需要测量和反馈空间机械臂本体的位置、移动速度、移动加速度以及姿态角速度、姿态角加速度的显著优点,同时也不要求系统动力学方程关于系统惯性参数呈线性函数关系。通过系统数值仿真证实了方法的有效性。

多轴同步系统模糊补偿虚拟主轴偏差耦合控制

在多轴同步系统中,同步控制的目标包括降低同步误差,减小跟踪误差。针对普通偏差耦合控制在实际应用中的问题,对其结构进行改进。该结构通过引入虚拟主轴,虚拟主轴在参考各轴反馈转速的同时,同步完成各轴转速给定补偿,优化了同步控制性能,简化了转速补偿结构。然后,通过结合模糊补偿,可自适应修正控制参数。最后,通过机构运动进行了试验验证,试验结果表明该控制方法相对传统偏差耦合控制结构,在简化系统结构的同时,可进一步提高同步控制性能,在存在负载扰动的运行工况下,可有效降低跟踪误差。该方法也为相关领域的同步控制提供了参考。

前馈控制加模糊补偿的机器人关节角度追踪

为解决不确定性机器人的关节角度追踪问题,提出一种前馈控制加模糊补偿的控制方法。将机器人动力学方程引入前馈控制,减小关节角度初始误差。为提高关节角度追踪的稳定性,模糊控制不直接输出关节补偿力矩,而是输出关节力矩补偿系数,其与前馈关节力矩相乘间接得到关节补偿力矩对机器人不确定性进行补偿。通过ADAMS和Matlab/Simulink对关节角度追踪控制效果进行验证。仿真结果表明,该方法对不确定性机器人的关节角度追踪控制是有效的,其关节角度追踪误差绝对值小于1.5×10^(-4)rad。

基于模糊补偿的广义预测控制

针对在广义预测控制中采用在线辨识模型参数来克服模型失配的影响的情况 ,提出了用模糊推理对控制量进行补偿的解决方案。仿真结果表明 ,该方案非常有效 ,适合用于具有时滞的复杂工业系统。

基于模糊补偿的弹药自动装填机器人滑模控制

针对弹药自动装填机器人存在的摩擦力、扰动力、负载变化大以及建模误差等导致的控制器精度降低、鲁棒性差的问题,提出了一种基于模糊补偿的自适应模糊滑模控制的鲁棒控制器.同时为了减少模糊逼近的计算量,提高运算效率,采用模糊补偿器对不同的扰动补偿项加以区分,并分别逼近.仿真实验表明:该控制方法可以很好地抑制各种干扰因素的影响,消除了传统滑模控制器所固有的抖振现象,系统性能指标有了明显提高,实现了弹药装填机器人轨迹快速跟踪控制的要求.

一类具有模糊补偿期限和降价周期的革新性产品EOQ模型

介绍了一类革新性产品,讨论了在确定的补偿期限、降价周期和降价幅度情况下的区域代理商的EOQ模型,在此基础上,重点分析了该类产品在具有模糊的补偿期限、降价周期和降价幅度时的EOQ模型,阐述了在补偿期限的影响下,模型的分段描述形式,并对模型的求解方法进行了论述。

基于模糊补偿的机械手鲁棒自适应模糊控制研究

多关节机械手系统中普遍存在摩擦特性、随机干扰及负载变化等非线性因素的影响。针对传统的PID控制和模糊控制很难对该类系统实现快速高精度的跟踪控制等问题,本文在模糊信息已知并且所有状态变量均可测得的情况下,设计了一种基于模糊补偿的鲁棒自适应模糊控制律。同时,为了减少模糊逼近的计算量,提高运算效率,采用了对不同的扰动补偿项加以区分、分别逼近的方法。仿真实验结果表明,这种改进的带模糊补偿的鲁棒自适应模糊控制可以很好地抑制摩擦、扰动及负载变化等非线性因素的影响。

采用模糊补偿的直接驱动机械臂控制

针对直接驱动机械臂惯量大范围变化的问题,设计了一种模型参考模糊补偿器.实时控制结果表明,它与PI控制器相结合,能有效地克服直接驱动机械臂系统变参数因素的影响,保证系统具有良好的动态特性.提出的控制方案既提高了系统的鲁棒性,又可以获得满意的控制性能.

基于模糊补偿的无轴承同步磁阻电机径向位置逆控制

给出无轴承同步磁阻电机转子径向位置的控制模型,针对多变量、强耦合的径向位置非线性系统,提出一种基于模糊补偿的被控电机转子径向位置逆控制方法,证明该径向位置系统可逆,推导出其逆系统模型,将其精确线性化成一个伪线性系统,从而将径向位置系统解耦为两个独立的二阶线性子系统。为对已解耦的径向位置系统进行综合,在常规PID控制器基础上叠加模糊控制器来设计闭环模糊补偿器,从而对逆系统解耦效果进行实时补偿,增强了系统的鲁棒性。仿真结果表明,上述控制策略能实现转子的稳定悬浮,控制系统具有优良的静、动态解耦效果。

一种基于模糊补偿的自适应控制在液压转台伺服系统中的应用

本文针对电液伺服系统的非线性特点,提出了一种基于模糊补偿的自适应控制方法。该方法把实际系统看成是由线性和非线性两部分所组成,对线性部分采用基于精确数学模型的控制方法,而对非线性部分主要采用以模糊自适应补偿为主的控制方式。为了提高模糊自适机构的补偿效果,采用了规则可调整的模糊控制器,仿真结果表明,该方法具有较高的控制精度和鲁棒性能。

基于模糊补偿DPS控制蓄电池充电系统研究

双有源桥(DAB)DC/DC变换器的控制策略包括单移相(SPS)和双重移相(DPS)。为减小充电过程对蓄电池的损害和提高蓄电池充电电压的稳定性,提出了基于DAB变换器的模糊补偿DPS控制蓄电池充电系统。DAB变换器在DPS控制下可以实现对蓄电池充电;通过电压外环与电流内环控制,实现对蓄电池恒流充电、恒压充电和浮充的三段式充电。为防止充电电流过大对蓄电池造成损害,加入预充电阶段。DPS的电压外环引入模糊PI控制以消除充电电压的稳态误差。通过仿真及实验平台对控制策略进行验证,结果表明DAB变换器的模糊补偿DPS控制输出电压超调小,稳态精度高。

基于有限元模型的SRM相电流模糊补偿控制

转矩脉动是开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)驱动系统中存在的一个突出问题。在SRM非线性电磁特性的有限元计算基础上,通过直接检测系统的输出转矩和模糊逻辑补偿控制器对SRM系统的相电流进行适当补偿,减小了转矩脉动成分。对一台四相、8/6极样机进行了仿真和实验。实验结果表明,通过对相电流的补偿控制能够使转矩脉动系数减小约50%,整个电机系统的平均输出转矩也得到了明显提高。

基于模糊补偿的神经网络算法在调速系统中的应用

提出了一种带模糊补偿的神经网络算法并应用在异步电机速度控制系统中,一个动态神经网络用于被控装置的在线辨识,然后根据被控装置的输出和参考模型的响应迭代出控制信号,具有四条简单规则的模糊逻辑块用于提高整个系统的闭环特性。仿真结果显示,对比传统的最优PID控制器,本文提出的控制策略具有更好的瞬变特性及抗干扰特性。