陶瓷取坯机械手H_∞鲁棒自适应跟踪控制

针对具有不确定和干扰输入的二自由度电动陶瓷取坯机械手系统 ,基于李雅普诺夫函数递推设计方法设计了H∞ 鲁棒自适应跟踪控制器。该控制器不仅可保证跟踪误差闭环系统的一致有界稳定性 ,而且使得由干扰力矩到跟踪误差评价信号的L2 增益小于给定的值。同时本文也提出了不同求解HJI不等式设计陶瓷取坯机械手H∞ 鲁棒控制器的方法。仿真结果表明 ,所设计的控制器具有良好的跟踪性能和较强的鲁棒自适应性。

容错控制系统鲁棒H_∞和自适应补偿设计

通过设计动态输出反馈控制策略研究线性时不变系统执行器故障下的鲁棒自适应容错H∞控制问题.结合自适应技术和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities,LMI)技术,设计一个控制策略同时实现系统的故障补偿控制和性能优化控制.在设计中,提出由自适应律在线调节控制增益方程补偿未知执行器故障和摄动;并设计一个基于模式依赖李亚普诺夫方程的LMI条件解出控制参数及次优H∞性能.所设计的动态输出反馈控制器可以处理一般执行器卡死故障,并得到更少保守性的H∞性能指标.此外,一个更具挑战性的问题,即通过自适应机构补偿故障致使系统多少性能退化得到论证.所提方法的有效性由一个解耦线性化动态飞行器系统仿真验证.

强风下高速列车滑膜自适应鲁棒H_∞控制方法

大风环境下高速列车的运行是一个强耦合、高度非线性过程,且随着风速增大和车速增加,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的自动驾驶系统。基于李亚普诺夫稳定性理论设计高速列车自动驾驶滑模自适应鲁棒控制器,该控制器采用自适应控制实时逼近列车不确定性特征的系统输入系数,采用鲁棒H∞控制将自动驾驶系统中模型误差、大风和其他干扰造成的参数变化等所有不确定量减小到最小范围,同时也消除了系统抖振现象。计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,通过滑模控制消除系统安全运行速度跟踪误差,实现不同风速下高速列车对给定安全运行速度的高精度跟踪。仿真结果证明了该方法的有效性。

具有弱磁调速的轧机速度系统H_∞鲁棒跟踪控制器设计

轧机速度系统通常由直流电机驱动,当具有基速以上的弱磁调速时,速度控制系统的开环放大系数将会由于Cmφ的变化和电机转动惯量等参数的摄动而产生较大范围内的变化,且在电流调节器和速度调节器设计时常忽略反电势闭环的影响,因此,速度控制系统具有较大的参数不确定性和一定的模型误差。另外,轧机速度系统的外界轧 制负载扰动具有较大的时变不确定性,因此,为使速度控制系统具有较好的鲁棒稳定性和干扰抑制性能,该文基于内模原理的H∞混合灵敏度控制方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果及与常规PI控制器效果的比较表明,所设计的速度控制系统具有优良的干扰抑制性能和鲁棒稳定性。

基于递归模糊神经网络的机器人鲁棒H_∞跟踪控制

利用递归模糊神经网络来逼近机器人系统中的非线性函数,提出了一种具有自适应能力的H∞控制策略.该控制策略能够减弱机器人系统的外扰,并把模糊神经网络的重构误差对系统的影响控制在指定的范围内.同时又能保证闭环系统的所有信号都是有界的.为了验证基于递归模糊神经网络的H∞控制策略的有效性,将其与计算力矩控制方法进行比较,仿真结果表明,在存在外扰的情况下,所提出的控制策略具有比计算力矩控制方法更好的跟踪性能.

基于鲁棒自适应的减震阻尼器试验台加载位移跟踪控制

减震阻尼器是用于建筑、桥梁、风电、管道等领域减震的核心零部件,减震阻尼器试验台是测试减震阻尼器动/静态特性的试验装置。针对减震阻尼器试验台在位移加载时实际位移与期望位移跟踪误差较大的问题,建立试验台液压伺服位移控制系统数学模型,设计鲁棒自适应控制器,并基于李雅普诺夫理论验证控制器的稳定性,提出一种基于鲁棒自适应的位移跟踪控制方法。搭建Simulink与AMESim联合仿真模型,对试验台电液伺服系统的控制方法进行仿真分析;搭建试验台并对比验证鲁棒自适应控制器与传统PID控制器的控制性能。结果表明:鲁棒自适应控制器具有较强的抗干扰能力,跟踪误差较PID控制器减少了55%,响应速度提高了66.7%,较大程度提高了试验台加载系统的位移跟踪控制精度。

非线性系统基于HM模型的自适应鲁棒跟踪控制

研究了非线性系统的跟踪控制问题 ,基于 HM模型对非线性系统进行描述 ,并将全局模糊模型表示成不确定系统形式。在满足匹配条件下 ,针对未知不确定界 ,采用自适应鲁棒控制器 ,利用自适应变量信息来补偿系统的不确定性信息 ,实现了非线性系统的渐近跟踪控制。一级倒立摆仿真实验 ,验证了方案的有效性。控制器结构简单 ,规则少 ,具有应用价值。

基于自组织模糊CMAC神经网络的不确定系统的H_∞鲁棒自适应控制

针对一类不确定系统 ,提出一种基于自组织模糊小脑模型 (SOFCMAC)神经网络的 H∞ 鲁棒自适应控制方法。通过设计标称系统的 H∞ 控制器 ,并采用 SOFCMAC神经网络在线对消系统的建模不确定性产生的误差 ,可保证不确定闭环稳定并具有 H∞ 性能。证明了 SOFCMAC神经网络 H∞ 鲁棒自适应控制系统的稳定性。仿真算例表明了该方法的有效性。

双直线电机驱动的龙门移动式加工中心H_∞鲁棒自适应控制

对数控龙门移动式镗铣加工中心速度同步控制提出了一种新的H_∞鲁棒自适应控制方法。用有死区和投影校正的递推最小二乘辨识算法对被控对象参数在线辨识,用H_∞鲁棒控制算法对调节器参数在线求解,使系统在未知有界扰动、参数变化和未建模动态等不确定性因素同时存在时,对调节器参数进行自动整定,以保证速度同步控制的鲁棒性。仿真实验结果表明该方案控制效果好,鲁棒性强,可满足速度同步控制要求。

基于鲁棒H_∞控制的永磁直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制的研究

高速、高精直线伺服系统要求实现对速度的快速精确跟踪,但是,由于模型的非线性和变量间的耦合给系统控制带来困难。在高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质。因此,采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦。利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统。通过设计鲁棒H∞控制器来实现速度跟踪控制。仿真结果表明该方案PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能。

反舰导弹的H_∞鲁棒自适应模糊控制

针对反舰导弹控制系统的非线性问题,提出一种基于 Lyapunov 的鲁棒自适应模糊控制律。采用非线性可调参数模糊模型,利用 Lyapunov 函数求得模糊控制的参数自适应律,保证跟踪误差及逼近误差全局渐近稳定,同时加入了 H_∞鲁棒补偿控制,使模糊逼近所带来的误差对系统的影响最小。最后,通过仿真证明这一方法的实用性。

不确定非线性串联系统的鲁棒H_∞自适应控制

针对含有未知参数和干扰的不确定非线性串联系统,运用本质改进的加幂积分器技巧及 backstep ping递归设计方法,提出了问题可解的充分条件以及可解时控制器的构造性算法,设计出一种新的鲁棒 H∞适应控制器,进而实现了闭环系统的鲁棒H∞几乎干扰解耦,仿真结果说明了结论的可行性.

具有参数不确定性和外部扰动的非线性系统自适应鲁棒H_∞输出反馈控制

本文针对一类同时具有参数不确定性和外部扰动的非线性系统,讨论了其自适应鲁棒H∞输出反馈控制问题。提出的设计方法结合自适应控制和鲁棒H∞控制,基于Hamilton-Jacobi不等式得到了控制问题可解的充分条件和动态输出反馈控制器的形式。

柔性机械臂的鲁棒自适应跟踪控制研究

针对柔性机械臂的非线性动态特性及外部扰动问题,提出一种鲁棒自适应跟踪控制策略。首先,基于拉格朗日方程推导出柔性机械臂的动力学模型,分析摩擦力与时变扰动对系统性能的影响。其次,为了实现高精度的轨迹跟踪控制,采用反步控制方法设计逐步递推的控制律,并结合扰动观测器实时估计外界扰动。自适应律用于动态调整控制增益以提高系统的健壮性。最后,通过MATLAB/Simulink仿真实验,验证该控制策略在处理复杂非线性耦合和外部扰动时的有效性。实验结果表明,所提方法在跟踪精度、误差收敛速度和抗干扰能力方面优于传统非线性比例-微分(Proportional Derivative,PD)控制器,证明了该控制器的高效性和应用潜力。

导弹鲁棒H_∞输出反馈姿态跟踪控制器设计

针对导弹姿态跟踪系统,设计了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H∞输出反馈姿态跟踪控制器。在被控对象参数变化剧烈的情况下,基于H∞准则,通过求解LMI,得到只运用输出进行反馈控制的鲁棒控制器参数。为使鲁棒控制器达到实际应用的要求,对控制器进行了改进,并采用导弹6自由度非线性数学模型进行了验证仿真。仿真结果表明,这种鲁棒输出反馈控制器在具有良好的姿态跟踪特性的同时,还具有良好的抗干扰性能。

带扰动补偿的永磁同步电机鲁棒H∞控制

为了提高永磁同步电机调速系统的抗干扰能力,提出了一种鲁棒H∞控制方法。首先,根据鲁棒H∞控制原理,提出了永磁同步电机H∞速度控制设计方法,并介绍了求解方法。设计加权函数时考虑了跟踪性能、干扰抑制、输出限制和模型不确定性。通过伯德图详细说明了性能加权函数对动态性能的影响,并给出了加权函数的设计方法。然后,在考虑参数不确定性和未建模动态的情况下,为进一步提高系统的抗干扰能力,通过Luenberger扰动观测器将扰动作为前馈补偿观测,并将其反馈到速度控制器中,以加速动态响应,增强对扰动的抑制能力。最后,通过试验对比了传统比例积分控制器、H∞速度控制器和所提的复合速度控制器,试验结果验证了所提复合速度控制器的有效性。

一类时滞不确定非线性系统的自适应鲁棒H_∞控制

本文针对一类同时具有未知上界时滞不确定性和外部扰动的非线性系统,在非线性H∞控制的理论框架内讨论了系统的自适应鲁棒H∞控制问题,通过自适应律估计时滞不确定性的上界,并且基于Lyapunov-Krasovskii函数和Hamilton-Jacobi不等式获得使鲁棒控制问题可解的自适应鲁棒控制器。

考虑控制器饱和约束的单杆柔性机械臂鲁棒H∞保性能控制方法

针对单杆柔性机械臂建模误差,控制器饱和及外界扰动的不确定性因素,提出了单杆柔性机械臂的鲁棒H∞保性能控制方法。现有单杆柔性机械臂控制方法多是忽略了其质量对系统性能的干扰,未考虑控制器输入饱和对电机寿命的影响。因此,文章将柔性机械臂的质量作为建模不确定性,然后基于李亚普诺夫函数推导出不确定线性系统鲁棒H∞保性能控制器存在的充分必要条件,将控制问题转换为一个线性矩阵不等式的优化问题。最终使二次性能指标上界或H∞变化范围最小。仿真结果表明,所设计的控制器对于柔性机械臂的振动有很好的抑制效果。

基于时延估计的漂浮基空间机器人鲁棒H_∞关节跟踪控制

讨论了载体姿态和位置均不受控的漂浮基空间机器人的控制问题。针对欠驱动形式的空间机器人系统参数不确定的情况,结合时延估计控制和鲁棒H∞控制的优点,设计了一种基于时延估计的鲁棒H∞控制器来跟踪关节期望轨迹,采用时延估计在线获得系统的未知动力学,并对控制过程加以补偿;通过引入L2增益,控制对时延估计误差的L2干扰抑制,进一步提高系统的鲁棒性;利用Lyapunov函数和Riccati方程保证了闭环系统的渐进稳定性和H∞鲁棒性能。仿真结果验证了该控制方案的有效性。

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制

本文主要研究了状态和控制同时存在滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制．问题，给出了对所有容许不确定性，被控对象可二次镇定和满足从于扰输入到控制输出的H∞范数界约束的无记忆状态反馈鲁棒H∞控制分析结果，得到了确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件．文中进一步把不确定系统的鲁棒H∞控制器设计问题等价为线性时不变系统的状态反馈标准H∞控制问题，并由此得到鲁棒H∞控制器综合设计方法．