检索结果-南通市图书馆

平面欠驱动柔性机械臂的PSO轨迹优化与自抗扰振动抑制

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振动与冲击 2022年第14期41卷 181-189页

作者：潘昌忠罗晶李智靖熊培银陈君湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对平面单连杆柔性机械臂(planar single-link flexible manipulator,PSLFM)的振动抑制及稳定控制问题,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的轨迹优化与自抗扰控制方法,实现机器人末端执行器从任意初始位置... 详细信息

针对平面单连杆柔性机械臂(planar single-link flexible manipulator,PSLFM)的振动抑制及稳定控制问题,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的轨迹优化与自抗扰控制方法,实现机器人末端执行器从任意初始位置移动到目标位置,并且抑制住由柔性连杆引起的弹性振动。首先,基于假设模态法建立柔性机械臂的动力学模型,并对该模型的欠驱动特性进行分析,得到驱动变量与欠驱动变量之间的状态约束关系。其次,基于该约束关系,运用双向轨迹规划方法为驱动变量分别规划一条前向轨迹和一条反向轨迹。然后,采用粒子群算法对轨迹参数进行优化,确保两条轨迹平滑地拼合成一条完整轨迹。最后,设计自抗扰跟踪控制器使机械臂存在外部扰动和角速度不可测情况下精确地跟踪优化的轨迹,实现机械臂的振动抑制与稳定控制。仿真与对比结果表明,所提控制方法具有更好的振动抑制效果及鲁棒性。

关键词：柔性机械臂轨迹规划振动抑制自抗扰欠驱动系统

基于生物启发模型的欠驱动水平TORA系统的有界输入镇定控制

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控制与决策 2022年第5期37卷 1153-1159页

作者：潘昌忠崔臣臣周兰熊培银陈君湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对欠驱动水平TORA(translational oscillators with rotating actuator)系统,提出一种基于生物启发模型的有界输入控制方法,实现系统在执行器存在饱和约束情况下的镇定控制.首先,根据水平TORA系统的动力学模型分析系统的无源特性,进... 详细信息

针对欠驱动水平TORA(translational oscillators with rotating actuator)系统,提出一种基于生物启发模型的有界输入控制方法,实现系统在执行器存在饱和约束情况下的镇定控制.首先,根据水平TORA系统的动力学模型分析系统的无源特性,进而给出系统的控制目标;接着,基于无源特性构造一种新颖的Lyapunov函数,在此基础上设计一种结构简单的非线性状态反馈控制器;然后,考虑执行器的饱和约束条件,引入受生物启发建立的神经动力学模型,利用该模型的有界平滑输出特性,设计一种改进的状态反馈控制器;最后,根据LaSalle不变性原理对系统的稳定性进行严格的数学分析和证明.与其他方法相比,所提方法不仅考虑了执行器的饱和约束问题,而且设计的控制算法简单高效,易于工程实现.仿真与对比结果表明,所提方法具有更好的控制性能.

关键词： TORA 饱和约束生物启发模型欠驱动系统有界输入镇定控制

不确定电液伺服系统的时变输出约束自适应滤波控制

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：潘昌忠何广李智靖周兰熊培银湖南科技大学信息与电气工程学院

针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题，提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。首先，构造具有时变约束边界的正切型障碍Lyapunov函数，通过时变边界函数的参数设置，使系统输... 详细信息

针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题，提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。首先，构造具有时变约束边界的正切型障碍Lyapunov函数，通过时变边界函数的参数设置，使系统输出同时具有较好的瞬态和稳态性能。其次，设计RBF神经网络及权重自适应学习律，在线逼近由模型不确定性和未知干扰组成的复合干扰，并将逼近值用于反馈控制。然后，采用二阶指令滤波反步法设计状态反馈控制律和误差补偿机制，避免反步设计中“计算爆炸”的问题，同时消除滤波误差，提高系统位置跟踪精度。最后，依据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统中所有误差信号的收敛性。仿真结果表明，系统的稳态误差在所提的方法下约为3.48×10-8m，相比于其他控制方法，跟踪误差始终约束在时变的约束边界内，跟踪精度和控制性能均得到了提升。

关键词：电液伺服系统时变障碍Lyapunov函数 RBF神经网络指令滤波误差补偿反步法

柔性关节机械臂的自适应命令滤波输出反馈控制

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西安交通大学学报 2022年第5期56卷 199-208页

作者：潘昌忠费湘尹周兰熊培银李智靖湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411100

针对柔性关节机械臂轨迹跟踪控制中存在模型摄动、外界干扰以及部分状态信息不可测等问题,提出一种基于自适应神经网络观测器的命令滤波输出反馈控制方法。首先,给出含不确定性的柔性关节机械臂动力学方程,并选用RBF神经网络设计自适应... 详细信息

针对柔性关节机械臂轨迹跟踪控制中存在模型摄动、外界干扰以及部分状态信息不可测等问题,提出一种基于自适应神经网络观测器的命令滤波输出反馈控制方法。首先,给出含不确定性的柔性关节机械臂动力学方程,并选用RBF神经网络设计自适应律,在线逼近由模型摄动及未知干扰带来的不确定性项;然后,设计自适应神经观测器以对系统不可测状态进行实时估计,并将估计值用于反馈控制,解决部分状态信息不可测的问题;最后,基于Lyapunov理论设计反步跟踪控制器,并引入二阶命令滤波器获得中间虚拟控制量的导数,避免反步递推过程中“计算爆炸”的问题。仿真结果表明,当系统存在模型摄动和外界干扰时,所提自适应命令滤波反步控制方法与传统反步控制方法和误差补偿命令滤波控制方法相比,无需连杆的角速度以及电机轴的转角和角速度等状态信息,且轨迹跟踪精度分别提升78%和35%。

关键词：柔性关节机械臂 RBF神经网络自适应观测器命令滤波反步法

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基于扰动补偿的多源受扰系统反步控制设计

控制理论与应用 2022年第12期39卷 2340-2348页

作者：姜福喜周兰高东旭潘昌忠熊培银湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对一类多源受扰系统的跟踪控制问题,提出基于降阶广义扩张状态观测器(ROGESO)的指令滤波反步控制设计方法.首先,将各通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,通过构造ROGESO对其进行同步实时估计.在此基础上,利用反步法递归设计虚拟控制... 详细信息

针对一类多源受扰系统的跟踪控制问题,提出基于降阶广义扩张状态观测器(ROGESO)的指令滤波反步控制设计方法.首先,将各通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,通过构造ROGESO对其进行同步实时估计.在此基础上,利用反步法递归设计虚拟控制律,实现各级子系统的镇定,并将各通道的扰动估计值反馈至对应子系统的虚拟控制律中进行反向补偿,提高系统的扰动抑制性能,保证系统输出对参考输入信号的高精度跟踪.然后,应用Lyapunov函数分析闭环系统的稳定性.最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性.

关键词：扰动补偿跟踪控制反步控制降阶广义扩张状态观测器

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一类二阶非完整平面欠驱动机械系统位姿控制

东南大学学报（自然科学版） 2015年第4期45卷 690-695页

作者：熊培银赖旭芝吴敏中南大学信息科学与工程学院长沙410083 中国地质大学自动化学院武汉430074

针对第2关节为被动的平面五连杆欠驱动机械系统,提出一种基于模型降阶的末端位姿控制策略.首先,建立系统数学模型,通过维持第1杆初始状态,将系统降阶为一阶非完整系统;其次,通过分阶段控制驱动杆角度,将系统降阶为3个具有完整约束的两... 详细信息

针对第2关节为被动的平面五连杆欠驱动机械系统,提出一种基于模型降阶的末端位姿控制策略.首先,建立系统数学模型,通过维持第1杆初始状态,将系统降阶为一阶非完整系统;其次,通过分阶段控制驱动杆角度,将系统降阶为3个具有完整约束的两连杆子系统,并基于各子系统积分特性获得驱动杆与欠驱动杆之间的角度约束关系;然后,根据角度约束关系,利用粒子群优化算法计算系统末端位姿对应的各连杆角度;最后,基于李雅普诺夫函数分阶段设计系统控制律,实现系统从初始位姿到目标位姿的控制.仿真结果验证了所提控制策略的有效性.

关键词：平面欠驱动机械系统模型降阶位姿控制粒子群优化算法

基于模型退化的平面四连杆欠驱动机械系统位置控制

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控制与决策 2015年第7期30卷 1277-1283页

作者：熊培银赖旭芝吴敏中南大学信息科学与工程学院长沙410083 中国地质大学自动化学院武汉430074

针对第2关节为被动的平面四连杆欠驱动机械系统,提出基于模型退化的分阶段控制策略.首先,建立系统的数学模型,并通过控制第1杆维持初始状态,使系统模型退化;然后,根据第1关节为被动的平面连杆系统的积分特性,得到系统角度约束关系,基于... 详细信息

针对第2关节为被动的平面四连杆欠驱动机械系统,提出基于模型退化的分阶段控制策略.首先,建立系统的数学模型,并通过控制第1杆维持初始状态,使系统模型退化;然后,根据第1关节为被动的平面连杆系统的积分特性,得到系统角度约束关系,基于角度关系和目标位置,利用粒子群优化算法获得驱动杆的目标角度;最后,基于Lyapunov函数分阶段设计控制律,实现系统从初始位置到目标位置的控制目标.仿真结果验证了所提出控制策略的有效性.

关键词：平面欠驱动机械系统模型退化位置控制粒子群优化算法

基于免疫优化的平面Acrobot线性自抗扰鲁棒镇定

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控制与决策 2020年第12期35卷 3053-3058页

作者：潘昌忠罗晶周兰熊培银湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对受不确定性影响的平面Acrobot机器人,提出一种基于免疫优化的线性自抗扰鲁棒控制设计方法,实现机器人末端点从任意初始位置到达并镇定在目标位置.首先,借助驱动关节与被动关节角度之间的状态约束获取机器人末端点位置与驱动关节角... 详细信息

针对受不确定性影响的平面Acrobot机器人,提出一种基于免疫优化的线性自抗扰鲁棒控制设计方法,实现机器人末端点从任意初始位置到达并镇定在目标位置.首先,借助驱动关节与被动关节角度之间的状态约束获取机器人末端点位置与驱动关节角度的对应关系,使末端点的位置控制转换为驱动关节的角度控制;其次,为缩短运动路径加入最小角度位移限制条件,设计免疫算法求解目标位置所对应的驱动关节角度的最小期望值;再次,引入线性自抗扰控制技术,把机器人的模型不确定性、未知干扰等因素视为一个新的扩张状态变量,设计线性扩张状态观测器和基于状态误差的反馈控制器,在仅驱动关节角度可测的情况下实现Acrobot的鲁棒镇定;最后,通过仿真实验验证所提出方法具有更好的鲁棒控制性能.

关键词：平面Acrobot 线性自抗扰控制鲁棒控制免疫优化欠驱动系统不确定性

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几类矩阵扩充问题和两类约束矩阵方程问题

几类矩阵扩充问题和两类约束矩阵方程问题

作者：熊培银长沙理工大学

学位级别：硕士

矩阵扩充问题就是给定一个矩阵A0 ,在某种约束条件下构造矩阵A,使得A0为A的一个子矩阵;约束矩阵方程问题就是在满足一定约束条件下的矩阵集合中求矩阵方程的解,文章主要讨论如下问题. 问题I给定X , B∈Rn×m,A0∈ASRq×q(Rq×q),1≤q 详细信息

矩阵扩充问题就是给定一个矩阵A0 ,在某种约束条件下构造矩阵A,使得A0为A的一个子矩阵;约束矩阵方程问题就是在满足一定约束条件下的矩阵集合中求矩阵方程的解,文章主要讨论如下问题. 问题I给定X , B∈Rn×m,A0∈ASRq×q(Rq×q),1≤q

关键词：矩阵扩充约束矩阵方程奇异值分解广义奇异值分解最佳逼近