面向溺水救援机器人平稳跟踪的模糊比例微分控制视觉伺服方案

针对溺水救援机器人的平稳跟踪需求,提出一种基于模糊比例微分控制的视觉伺服方案,通过场馆顶部安装的俯视摄像头获取机器人的坐标位置,使用虚拟导航线设计动态行走路径,计算偏移方向、偏移角并制定转弯规则;利用三角隶属度函数制定模糊比例、微分控制规则表,根据2种规则表中的比例、微分系数分别控制机器人的偏移角、距离偏移量及其变化率,实现机器人的跟踪与避障的平稳性调整;机器人采用核相关滤波跟踪算法对溺水人员进行跟踪,在溺水人员位置变化时调整运动方向,依靠实时、稳定的声呐信息设置偏移角,实现避障功能;对所提出的方案在先锋P3DX型机器人上进行实验验证。结果表明:机器人能及时应对目标变化,没有跟错、跟丢现象;在不同工况时的横滚角均小于1°,避障率达到100%,能够快速、稳定、准确地到达目标位置,达到溺水救援机器人的前期应用要求。

带跳随机比例微分方程补偿分步θ方法的收敛性和稳定性

我们探讨了带跳的随机比例微分方程的补偿分步θ方法。首先,证明了该数值方法收敛,并且收敛阶为12,其次证明了解析解的均方稳定性,并且证明了补偿分步θ方法能保持解析解的均方稳定性,最后给出数值算例验证理论结果的正确性。

基于两种分数阶比例微分控制器的PMSM速度控制研究

设计两种分数阶比例微分(FOPD和FO[PD])控制器并应用到交流永磁同步电动机(PMSM)速度控制。文章重点研究在PMSM速度伺服系统中应用两种分数阶比例微分控制器的跟随性能和能耗,并和常规的整数阶控制器经行比较。仿真和实验结果表明:设计的两种分数阶控制器的控制性能和节能效果都要优于常规的整数阶控制器,FO[PD]控制器的动态性能和跟随性能最好,而FOPD控制器的节能效果最好。

用比例微分控制器实现混沌控制

采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为 .

磁控小卫星周期时变的比例微分控制设计方法

在极地圆轨道上工作的对地定向磁控小卫星， 其动力学方程是一个线性周期系统。根据极地轨道地磁场变化的特性， 利用卫星的姿态角和姿态角速率作为反馈信号， 提出了一种采用磁力矩器的比例微分（ＰＤ）控制规律设计方法。用这种新方法设计的ＰＤ控制器其增益是周期时变的，

基于向量的鲁棒分数阶比例微分控制器参数求解算法

以分数阶比例微分(FOPD)控制器为例,详细地论述了基于向量的鲁棒FOPD控制器参数求解过程,证明了该方法求解的控制器参数具有唯一性,并编写了基于MATLAB环境下FOPD控制器参数求解算法程序,实现了面向不同相位裕度、不同穿越频率以及不同被控对象的鲁棒FOPD控制器系统校正。结果表明,本文算法不仅简化了控制器参数求解过程,减少了计算量,而且求得的控制器参数唯一且有效。

基于模糊神经比例微分积分的静变电源控制

针对静变电源模糊比例微分积分(模糊PID)控制隶属度和控制规则一旦确定后无法更改等不足,为提高静变电源输出电压的质量,提出以模糊神经比例微分积分(模糊神经PID)控制代替模糊PID控制。利用神经网络自学习的特点完善和调整模糊逻辑规则,并与PID稳态控制性能的优势相结合,实时地对静变电源电压控制量进行调整。仿真结果表明,模糊神经PID控制系统具有良好的鲁棒性和自适应能力,对干扰也有较好的抑制效果,解决了模糊PID控制器在静变电源控制中的精度不太高、自适应能力有限的难题,满足了静变电源输出的要求。

非线性离散随机时变系统比例微分滤波

扩展卡尔曼滤波 (EKF)是从极小化状态估计误差的方差得到的 ,没有考虑状态误差的变化率 ,因而对非线性时变系统EKF估计方法惯性作用较大 ,从而产生估计滞后。提出了非线性离散随机系统比例微分滤波 (PDF) ,PDF联合考虑极小化状态估计误差方差和状态误差变化率的方差 ,克服了EKF对非线性时变系统估计滞后的缺点 ,估计具有适时性 ,提高了估计的精度。仿真例子证明了所提出的估计方法的有效性。。

一种基于峭度累积量比例微分控制的盲源分离学习率

自然梯度算法由于良好的分离性能在盲源分离中占有重要的地位,但该算法基于固定步长时,无法很好兼顾收敛速度和稳态误差.本文借鉴自动化控制的PID（Proportion Integration Differentiation）算法,提出一种与分离状态紧密结合的变步长学习率算法.由于完成分离的信号峭度累积量是一个固有值,分离过程的信号峭度累积量与固有值将有一个不断减小的误差值.该算法以指数函数值来体现该误差值.再利用该误差构成比例微分的变步长算法,其中的步长初始值就相当于控制误差的比例值,而误差的微分项则得到加速的调整值.该算法仿真实验结果与固定步长自然梯度盲源分离算法的仿真实验结果对比：对应于初始步长的一个最大值和一个最小值,该算法的两次迭代次数均低于采用固定步长算法的迭代次数,并且对于不同类型信号在两次迭代次数间的差值约10-40次,而两种算法的稳态误差是相同的.

随机比例微分方程θ-方法的T-稳定性(英文)

本文研究了一类具有无界延迟的随机微分方程θ-方法的T-稳定性.通过把具有两点分布驱动过程的θ-方法应用到线性方程上,得出了θ-方法T-稳定的条件.最后,一些数值实验说明了这些理论结果.

比例微分增益模糊调整的PID控制器

提出了比例微分增益模糊调整的PID新型控制算法 ,这种基于模糊推理的控制算法 ,设计简单、灵活 ,可以自适应地调整PID控制器的比例与微分增益。与常规的PID控制相比 ,系统具有鲁棒性好、响应快的优点 ,数字仿真研究证实了这种新型控制算法的优越性和可行性。

Rossler系统的比例微分控制

采用比例微分控制器(PDC)实现Rossler系统的混沌控制.给出了混沌系统的控制结果.tong-guo理论分析和数值仿真表明:这种控制方法可以实现混沌控制的2个目标,即稳定系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为.

基于比例微分反馈控制思想的不同类型混沌系统同步方法

提出一种新的混沌同步思想 ,在“命令匹配”的概念基础上 ,设计比例微分同步控制策略 ,并结合扩张状态观测器原理 ,使所得的控制策略满足混沌保密通信的要求 .以Duffing和VabderPol系统为例进行仿真 。

永磁同步电动机混沌系统比例微分控制研究

永磁同步电动机在某些参数及工作条件下会出现混沌运动,这将危及电动机系统的稳定运行,并且会损坏电动机,因此如何抑制或消除永磁同步电动机的混沌运动成为保持其稳定性的关键问题.我们采用比例微分方法对此系统进行控制,结果显示此方法在工程上很有实际意义.

自动舵比例微分系数自适应算法的研究

文章根据船舶运动方程，应用现代控制理论的方法，推出自动舵PD参数的自适应算法，为计算机仿真提供了可能。

一类连续混沌系统的比例微分控制与同步

采用比例微分控制器,实现了一类连续系统的混沌控制与异结构同步,理论分析了混沌系统控制和同步的可行性条件,数值仿真进一步表明该方法的有效性。该控制方法简单,物理上易于实现。

比例微分控制模型在双稳态悬臂梁混沌运动中的实证研究

建立了双稳态悬臂梁集中参数模型,并利用不动点的稳定性理论解释了系统的双稳态特性.分析了在不同外界激励频率下悬臂梁振动特性.引入比例微分控制器对悬臂梁的混沌运动进行了控制.研究表明:比例微分控制器可以有效地将悬臂梁的混沌运动控制到周期状态,并且控制器的引入并不影响原系统的稳定性.

基于比例微分优化准则的拓扑优化方法

在优化准则法的基础上,提出一种基于比例微分控制思想的优化准则方法(proportional anddifferential optimality criterion,PDOC),并将其运用到拓扑优化设计中。针对优化准则法求解速度慢以及因误差的未知性所引起的超调现象,PDOC法通过引入比例微分控制来改进迭代算子,构造更合理的数值迭代公式以加快收敛。利用加入比例微分控制的求解算法,计算新的材料密度分布,以预测误差的变化趋势,提前抑制误差,有效避免求解过程中的震荡和超调现象,进而提高求解速度。最后,通过实验验证了PDOC方法的有效性和正确性。

三维非线性比例微分与小脑模型神经网络复合控制的变柔性负载电液力控制系统

分析电液力控制系统的数学模型,提出新的三维非线性比例微分(Proportional differential,PD)与小脑模型神经网络(Cerebellar model articulation controller,CMAC)复合控制的方法用于变柔性负载电液力控制系统。三维非线性PD对系统参数变化不敏感,使系统在负载刚度大范围变化时保持稳定;CMAC前馈控制的加入,利用其非线性逼近能力,减小了系统的跟踪相位差。对三维非线性PD与CMAC复合控制的电液力控制系统的仿真和试验结果表明,将二者结合,可有效用于时变柔性负载电液力的控制,同时该方法具有运算量小、便于在工程实践中应用的优点。

移动机器人路径跟踪模糊整定的比例微分控制

针对数学模型复杂的移动机器人的路径跟踪问题,使用模糊整定的比例微分控制算法.该控制方法参考模糊控制的思想,将位置和方向误差分成若干个模糊集合,使比例微分控制器参数能够根据机器人的状态进行调节.仿真结果表明,该方法在机器人的路径跟踪控制中效果良好.