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基于伺服运动系统的三步非线性控制方法

科学技术创新 2024年第6期 75-78页

作者：高兴泉孙浩杨昊吉林工业职业技术学院信息工程学院吉林吉林吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林

为了提高伺服运动系统的瞬态性能,加快系统的响应速度,获得更优的轨迹跟踪效果,本文提出了伺服运动系统三步非线性控制方法。首先假定伺服运动系统达到稳定状态,求得类稳态控制律;其次考虑参考目标的动态变化,求出前馈控制律;接着利用... 详细信息

为了提高伺服运动系统的瞬态性能,加快系统的响应速度,获得更优的轨迹跟踪效果,本文提出了伺服运动系统三步非线性控制方法。首先假定伺服运动系统达到稳定状态,求得类稳态控制律;其次考虑参考目标的动态变化,求出前馈控制律;接着利用参考目标与实际输出之间的差值设计误差反馈控制律,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：伺服运动系统三步非线性控制轨迹跟踪

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基于LMI的二自由度飞行器多变量控制

自动化应用 2024年第3期65卷 63-68页

作者：高兴泉范砚策郭峰吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林132022 吉林工业职业技术学院吉林吉林132013

针对二自由度飞行器存在非线性特性、强耦合性以及易受外界干扰等问题,提出了基于LMI的二自由度飞行器多变量控制方法。首先,根据二自由度飞行器系统的输入和输出变量,结合空间动力学方程建立了系统的状态空间模型;其次,设计满足静态输... 详细信息

针对二自由度飞行器存在非线性特性、强耦合性以及易受外界干扰等问题,提出了基于LMI的二自由度飞行器多变量控制方法。首先,根据二自由度飞行器系统的输入和输出变量,结合空间动力学方程建立了系统的状态空间模型;其次,设计满足静态输出反馈稳定的多变量控制律;然后,通过李亚普托夫稳定性定理与极点配置法,将控制系统稳定性问题转化为优化问题,利用线性矩阵不等式(LMI)求解满足最优性能指标的多变量控制器参数;最后,通过对比仿真分析与单变量PID,表明该方法能有效提升二自由度飞行器的轨迹跟踪精度。

关键词：二自由度飞行器多变量系统 LMI优化控制器参数整定

一种控制输入约束下的不确定离散系统非脆弱保性能控制器设计

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河南科技 2024年第3期51卷 4-9页

作者：段虹州韩光信高兴泉吉林化工学院吉林吉林132022 吉林工业职业技术学院吉林吉林132013

【目的】针对考虑扰动及摄动情况下的控制输入约束的不确定离散系统,提出了非脆弱保性能的控制方法。【方法】首先,以最小化目标函数为性能指标、控制输入饱和范围为约束条件,从而推导出约束状态下的非脆弱保性能控制律。其次,使用李雅... 详细信息

【目的】针对考虑扰动及摄动情况下的控制输入约束的不确定离散系统,提出了非脆弱保性能的控制方法。【方法】首先,以最小化目标函数为性能指标、控制输入饱和范围为约束条件,从而推导出约束状态下的非脆弱保性能控制律。其次,使用李雅普诺夫方程来构造非线性矩阵不等式。再次,结合Schur补定理和布谷鸟群智能优化算法对不等式进行求解,得到控制输入约束下的非脆弱保性能控制律的参数。最后,通过Quanser三自由度陀螺仪平台进行试验验证。【结果】试验结果表明,本研究所提出方法的稳态误差浮动不超过0.07、跟踪误差不超过0.15。【结论】该方法在面对扰动及摄动情况时具有更高的鲁棒性,对提升三自由度陀螺仪的稳定性及控制精度具有重要意义。

关键词：不确定性离散系统控制输入约束非脆弱性保性能控制

基于IMFAPC的二自由度柔性机械臂轨迹跟踪控制

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长江信息通信 2024年第2期37卷 66-71页

作者：高兴泉郭峰范砚策吉林工业职业技术学院信息工程学院吉林吉林132013 吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林132022

针对二自由度柔性机械臂轨迹跟踪误差大、易产生抖振问题,提出了一种改进无模型自适应预测控制(Improve Model-Free Adaptive Predictive Control, IMFAPC)方法。首先在控制律中增加了对误差变化率的限制,并对误差变化率的差分也进行了... 详细信息

针对二自由度柔性机械臂轨迹跟踪误差大、易产生抖振问题,提出了一种改进无模型自适应预测控制(Improve Model-Free Adaptive Predictive Control, IMFAPC)方法。首先在控制律中增加了对误差变化率的限制,并对误差变化率的差分也进行了限制。其次,设计时变参数的估计与预测机制,引入I/O数据信息预测未来时刻系统控制输入,从而有效解决二自由度柔性机械臂轨迹跟踪过程易振荡和发散问题,明显提高了对目标轨迹的跟踪精度且有效降低了柔性臂的弹性抖振。最后,经过仿真和实验验证了本文所提方法的有效性。

关键词：二自由度柔性机械臂轨迹跟踪 IMFAPC 降低抖振

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基于长短时记忆网络的恒温水浴锅温度模型预测

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河南科技 2024年第2期51卷 34-39页

作者：高兴泉俞文博段虹州吉林化工学院吉林吉林132022 吉林工业职业技术学院吉林吉林132013

【目的】由于恒温水浴锅温度系统存在强非线性及大滞后性,本研究提出一种基于长短时记忆网络的恒温水浴锅温度模型预测方法。【方法】首先,对采集到的数据进行标准化处理,寻找长短时记忆网络的最优结构及超参数,用来拟合出最佳的数据映... 详细信息

【目的】由于恒温水浴锅温度系统存在强非线性及大滞后性,本研究提出一种基于长短时记忆网络的恒温水浴锅温度模型预测方法。【方法】首先,对采集到的数据进行标准化处理,寻找长短时记忆网络的最优结构及超参数,用来拟合出最佳的数据映射特征,并构建恒温水浴锅温度的动态数学模型。其次,通过模型对未来一段时间内的温度趋势进行预测。最后,使用本研究提出的方法与最小二乘法所预测的结果进行对比分析。【结果】本研究所提方法构建的模型的拟合度达到了98.2%,预测结果的MSE及MAE比最小二乘法模型分别降低了4.616、0.823。【结论】本研究所提方法具有更高的预测精度,对提高恒温水浴锅的生产效率及控制精度具有重要意义。

关键词：恒温水浴锅长短时记忆网络温度预测数学模型

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基于T-S模型的轮式移动机器人轨迹跟踪控制

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控制理论与应用 2007年第6期24卷 873-878页

作者：高兴泉陈虹吉林大学控制科学与工程系吉林化工学院机电工程系吉林132022 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室

针对带有执行机构饱和约束与外部干扰的轮式移动机器人,提出了一种基于T-S模糊模型的轨迹跟踪方法.利用机器人运动特性和参考轨迹建立轨迹跟踪的误差系统并将其作T-S模型描述.通过求解具有LMI约束的半定规划问题,对每个线性子系统单独... 详细信息

针对带有执行机构饱和约束与外部干扰的轮式移动机器人,提出了一种基于T-S模糊模型的轨迹跟踪方法.利用机器人运动特性和参考轨迹建立轨迹跟踪的误差系统并将其作T-S模型描述.通过求解具有LMI约束的半定规划问题,对每个线性子系统单独设计满足控制约束与H∞性能约束的状态反馈控制器,并在PDC(动态平行分配补偿)设计框架下构建全局控制器,最后证明闭环系统的李雅普诺夫稳定性.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性.

关键词：轮式移动机器人 T-S模型轨迹跟踪执行器饱和约束干扰抑制

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三容实验系统的变结构PID控制

南京航空航天大学学报 2006年第B7期38卷 38-41页

作者：韩光信高兴泉陈虹吉林大学控制科学与工程系

基于非线性系统的反馈线性化,介绍了一种变结构PID控制方法．该方法能够有效地改善有控制量约束系统的控制性能．以某试验系统为被控对象,在对其进行反馈线性化同时实现静态解耦的基础上,给出了变结构PID控制的实验结果,并与常规PID控... 详细信息

基于非线性系统的反馈线性化,介绍了一种变结构PID控制方法．该方法能够有效地改善有控制量约束系统的控制性能．以某试验系统为被控对象,在对其进行反馈线性化同时实现静态解耦的基础上,给出了变结构PID控制的实验结果,并与常规PID控制进行了比较．结果表明了变结构PID控制的优越性．

关键词：三容系统反馈线性化变结构PID控制实验结果

基于改进的CEEMDAN与关联维数的石化轴承故障特征提取

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机床与液压 2023年第5期51卷 212-217页

作者：周正南刘美吴斌鑫莫常春高兴泉张斐广东石油化工学院广东茂名525000 吉林化工学院吉林吉林132022 大连交通大学辽宁大连116082 东莞理工学院广东东莞523419

针对石化机组轴承振动信号难以自动区分的问题,提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与关联维数的石化轴承故障特征提取方法。选取某故障诊断重点实验室实测的轴承故障数据中4种工况下的轴承振动信号进行测试分析... 详细信息

针对石化机组轴承振动信号难以自动区分的问题,提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与关联维数的石化轴承故障特征提取方法。选取某故障诊断重点实验室实测的轴承故障数据中4种工况下的轴承振动信号进行测试分析,采用改进的CEEMDAN分解测得的振动信号得到多个模态分量IMF,对得到的高频分量进行叠加求和后求取数据的嵌入维数和延迟时间并进行相空间重构,结合G-P算法求不同嵌入维数下的关联维数进行特征提取。通过极限学习机进行实验,准确率达到92.5%,证明了方法的有效性。

关键词：轴承故障诊断 CEEMDAN 关联维数 G-P算法

基于微信小程序监控的双容水箱虚拟仿真平台设计

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吉林化工学院学报 2022年第11期39卷 6-13页

作者：高兴泉徐德财吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林132022

针对双容水箱受场地限制、介质流动、实验周期长等局限性,为了更好地监控数据和提高实验效率,同时激发使用者的兴趣,设计了一款双容水箱虚拟仿真平台.该平台使用STM32微控制器分别模拟双容水箱数学模型和增量式PID控制器,通过wxml、wxss... 详细信息

针对双容水箱受场地限制、介质流动、实验周期长等局限性,为了更好地监控数据和提高实验效率,同时激发使用者的兴趣,设计了一款双容水箱虚拟仿真平台.该平台使用STM32微控制器分别模拟双容水箱数学模型和增量式PID控制器,通过wxml、wxss和javascript,完成微信小程序的搭建;此外,还使用WIFI模块ESP8266和MQTT服务器实现了单片机与微信小程序之间的数据转换.该系统能够与手机终端交互,用户可在手机上随时设置PID参数,实时显示液位数值和监控整个实验过程,并且可以显示液位历史曲线,LCD屏幕上也可模拟动态水柱变化,用户使用效果更加生动和直观.

关键词： STM32微控制器微信小程序双容水箱 MQTT服务器 ESP8266