机器人非线性连续变增益H_∞控制器设计

本文针对 n关节的刚性机器人 ,提出了一种设计连续变增益控制器的新方法 .这种方法结合了变增益和 H∞ 理论 ,通过在平衡点附近线性化系统 ,利用具有极点配置的状态反馈 H∞ 技术 ,对应每个运动区域 ,设计满足H∞ 性能和动态特性的状态反馈增益 ,这些增益通过泰勒级数展开拟合成与运动点有关的连续函数 .随着系统状态的变化 ,拟合成的增益函数可使控制器获得连续的增益 ,使得所设计的控制器同样适合系统状态变化较快的对象 ,而且系统随状态的变化始终具有很高的动态性能 ,克服了传统变增益控制器中存在的不足 .仿真结果验证了此控制器的有效性 .

机载布撒器连续变增益H_∞混合灵敏度控制器设计

针对机载布撒器,提出了一种连续变增益鲁棒控制器的设计方法。这种方法将作战空域划分为几个小的区域,在边界点对线性化后的系统利用H∞混合灵敏度方法设计满足系统H∞性能和动态性能要求的鲁棒控制器,然后将控制器拟合成与布撒器飞行高度和速度相关的连续变增益控制器。随着布撒器飞行状态的变化,所设计的变增益控制器能够适应系统状态的快速变化,克服了传统变增益控制器的不足,具有较好的系统性能。仿真结果验证了此控制器的有效性。

模糊连续变增益H_∞控制器及其在生化过程中的应用

针对连续搅拌反应釜系统(CSTR)和生物反应等连续系统,采用梯度线性化,设计一种连续变增益控制器,主要思想是先利用梯度线性化方法得到非线性系统的一系列局部线性化模型,结合H∞理论和极点配置得到变增益矩阵,通过拟合得到连续变增益H∞控制器,再引入模糊隶属度函数,使控制器兼顾快速特性和良好的阻尼特性,保证系统始终具有较好的动态性能。仿真结果说明了此控制器设计方法的有效性。

基于泰勒级数拟合的机器人模糊连续变增益H_∞控制

针对 n关节刚性机器人 ,提出一种新的保证在整个运动范围内始终具有良好动态性能的模糊连续变增益控制器的设计方法。首先结合变增益 H∞ 理论和 L MI方法 ,运用泰勒级数拟合设计连续变增益 H∞ 控制器 ,使其适合系统状态变化快的对象 ;然后引入模糊控制 ,使控制器在误差较大时具有快速特性 ,误差较小时具有良好阻尼特性 ,从而使系统随状态变化始终具有很高的动态性能。

挖掘机动臂的LPV变增益H_∞控制器设计

以挖掘机动臂系统为研究对象,提出一种基于线性变参数(LPV)的H∞变增益控制算法。首先,通过脉冲响应技术得到各工作点的简化数学模型,建立了基于神经网络辨识模型变参数的全域LPV模型,然后利用凸分解技术得到模型的顶点表示,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,对各个顶点分别设计满足H∞性能和动态特性的状态反馈控制器,综合顶点控制器得到全局的变增益控制器。仿真结果表明,与PID控制器相比,该控制器在挖掘机全域工作范围内具有很好的控制性能。

机器人LFT变增益H_∞控制

针对平面两关节直接驱动机器人 ,基于LMI技术提出一种设计能保证在整个运动范围内始终具有很好动态性能的LFT变增益H∞ 控制器的新方法 .将机器人系统转化为以两关节夹角余弦值为变参数的LPV模型并表示为关于变参数的LFT结构 ,利用变参数的测量值设计具有相同LFT结构的LPVH∞ 控制器 ,将此控制器的设计等价为以变参数为不确定项的LTI鲁棒控制器的设计并给出控制器可解的LMIs条件 ,然后归纳出获得控制器的求解方法 .此控制器既克服了传统变增益控制器的缺陷 ,又利用变参数的测量值降低了控制器设计的保守性 .实验结果验证了此控制器的有效性和先进性 .

基于遗传算法的降阶H_∞控制器

考虑一类线性时不变连续动态系统,应用遗传算法给出其降阶H∞控制器的设计方法·用线性矩阵不等式给出控制器存在的充要条件,把秩约束作为遗传算法的目标函数,通过对目标函数的全局搜索,得到控制器的最小阶次nk及相应的正定矩阵参数(X,Y),进而设计出降阶H∞控制器·遗传算法采用实数编码,排序选择和最佳个体保存相结合的选择算子,实值中间重组的交叉算子,实值变异的变异算子·仿真结果表明,所提出方法可达到与MATLAB设计的全阶H∞控制器的相同控制效果,且具有阶次低、易于工程实现的特点·