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基于隐式Lyapunov函数的一类不确定性机械臂位置控制方法

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南京理工大学学报 2013年第3期37卷 350-355页

作者：郭宇飞侯保林南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了解决安装基础存在随机振动的一类不确定机械臂的精确位置控制问题,该文探讨了一种基于第二类Lagrange方程和隐式Lyapunov函数的反馈控制算法在该类机械臂中的应用。针对一个实验用基础振动机械臂,建立了其Lagrange形式的动力学模型... 详细信息

为了解决安装基础存在随机振动的一类不确定机械臂的精确位置控制问题,该文探讨了一种基于第二类Lagrange方程和隐式Lyapunov函数的反馈控制算法在该类机械臂中的应用。针对一个实验用基础振动机械臂,建立了其Lagrange形式的动力学模型。将方程中安装基础的部分提取出来,看作不确定性外部扰动,该不确定性来自安装基础所受到的随机激振力。假设扰动力与控制力大小有界,给出了一种以Lagrange方程广义坐标为状态变量的反馈控制算法。采用牛顿迭代法与龙格库塔法交叉迭代求解动力学方程。结果表明,所设计的控制器有效抑制了安装基础振动的影响,可以使机械臂由给定的初始状态平稳快速地运动到指定的终点状态,具有良好的鲁棒性。

关键词： Lyapunov函数不确定性机械臂位置控制

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带制动装置气缸的PWM位置控制系统

北京理工大学学报 1999年第3期19卷 334-337页

作者：彭光正陈萍赵彤北京理工大学自动控制系

目的分析传统气动位置控制系统存在的问题，提出一种新的位置控制系统．方法采用新的执行机构——内藏制动装置和位移传感器的新型气缸．系统的位置控制采用ＰＷＭ方法和模糊控制算法实现，当气缸达到目标位置后，利用制动装置来实现气... 详细信息

目的分析传统气动位置控制系统存在的问题，提出一种新的位置控制系统．方法采用新的执行机构——内藏制动装置和位移传感器的新型气缸．系统的位置控制采用ＰＷＭ方法和模糊控制算法实现，当气缸达到目标位置后，利用制动装置来实现气缸的位置保持．结果实验研究表明，系统的刚性得到明显提高，定位精度达到０．１５ｍｍ．与不同带制动装置气缸定位系统相比，本系统无大的定位冲击和磨损．结论气动位置控制系统解决了传统气动位置控制系统存在的问题。

关键词：制动气缸位置控制脉宽调制控制系统

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基于模糊自适应PID的加样臂位置控制

工程设计学报 2012年第5期19卷 385-390页

作者：顾星钟鸣姚玉峰哈尔滨工业大学(威海)机器人研究所山东威海264209

为实现快速、平稳的加样臂位置控制,将模糊控制与传统PID控制相结合,设计出基于模糊自适应PID的位置控制器.通过模糊控制在线调整位置环PID控制器的3个参数,使控制器具有较强的自适应能力和抗负载扰动能力,同时还具有传统PID控制器精度... 详细信息

为实现快速、平稳的加样臂位置控制,将模糊控制与传统PID控制相结合,设计出基于模糊自适应PID的位置控制器.通过模糊控制在线调整位置环PID控制器的3个参数,使控制器具有较强的自适应能力和抗负载扰动能力,同时还具有传统PID控制器精度高的优点.仿真结果表明,基于模糊自适应PID的位置控制器比传统PID位置控制器响应速度快,调节时间短并具有抗干扰能力.进行了加样臂的运动控制实验,以传统PID控制作为对比,通过改变加样臂的运动环境验证了模糊自适应PID控制可以实现加样臂的准确位置控制并具有一定的自适应能力,可以为类似控制器的设计提供参考.

关键词：模糊控制自适应PID 位置控制

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同步真空断路器高精度位置控制研究

高压电器 2010年第3期46卷 37-40,44页

作者：李天辉方春恩王军舒欣梅李伟周丽丽西华大学电气信息学院四川成都610039 石油勘探局水电厂河南南阳473132

同步真空断路器的合、分闸时间的稳定性受控制电压、环境温度、触头磨损和机械老化等外界因素的影响,采用高精度位置伺服控制使断路器触头按照给定的最佳轨迹运动,可保证同步真空断路器操作时间的稳定性。首先,采用MATLAB建立永磁机构... 详细信息

同步真空断路器的合、分闸时间的稳定性受控制电压、环境温度、触头磨损和机械老化等外界因素的影响,采用高精度位置伺服控制使断路器触头按照给定的最佳轨迹运动,可保证同步真空断路器操作时间的稳定性。首先,采用MATLAB建立永磁机构真空断路器动态运动模型,设计自适应模糊控制器实现断路器的高精度位置控制;其次,对设计的断路器位置模糊控制算法性能进行仿真分析和优化;最后,对设计的真空断路器位置控制进行试验测试。仿真和测试结果表明,位置控制真空断路器伺服性能良好,断路器合、分闸时间分散性小于±0.5 ms,满足IEC 62271-302标准对同步真空断路器操作时间一致性的要求。

关键词：同步开关位置控制模糊控制

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参数优化的高速开关阀控液压缸位置控制研究

机械科学与技术 2015年第6期34卷 903-909页

作者：高钦和刘志浩牛海龙第二炮兵工程大学西安710025

分析了高速开关阀在脉宽调制控制(PWM)下的流量特性,建立流量-压力方程、力平衡方程,在MATLAB/Simulink环境建立模型。充分利用了前馈控制的及时性和反馈控制的抗干扰性,解决纯反馈控制滞后性的问题,结合建立的位置控制模型,进行位置控... 详细信息

分析了高速开关阀在脉宽调制控制(PWM)下的流量特性,建立流量-压力方程、力平衡方程,在MATLAB/Simulink环境建立模型。充分利用了前馈控制的及时性和反馈控制的抗干扰性,解决纯反馈控制滞后性的问题,结合建立的位置控制模型,进行位置控制仿真,并对控制参数对位置控制特性的影响进行分析验证;针对位置控制参数人为整定的原因,利用遗传算法(GA)对速度前馈系数、位置反馈比例、积分系数和总控制输出系数进行寻优,得出了液压缸位移、速度、位置控制误差及高速开关阀PWM信号的占空比曲线。结果表明:1)高速开关阀在PWM控制方式下可实现对液压缸的流量控制;2)速度前馈-位移PI反馈位置控制算法可有效降低液压缸伸出过程中的位置误差;3)经遗传算法优化参数后的速度前馈-位移PI反馈的算法可实现液压缸精确位置控制,误差控制在-0.6 mm^0.6 mm内。

关键词：高速开关阀位置控制速度前馈-位置反馈遗传算法脉宽调制

人工神经网络在机械手动力学辨识和位置控制中的应用

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机器人 1993年第5期15卷 33-38,59页

作者：陈默子北京机械工业学院自动化系北京100085

本文提出了用人工神经网络近似机械手的逆动力学模型,实现基于模型的非线性控制方案,并以实际的两臂液压机械手为对象给出了仿真结果,整个方案的实现不需要任何关于系统模型的知识.仿真结果表明所研究的位置控制系统具有良好的跟踪性能... 详细信息

本文提出了用人工神经网络近似机械手的逆动力学模型,实现基于模型的非线性控制方案,并以实际的两臂液压机械手为对象给出了仿真结果,整个方案的实现不需要任何关于系统模型的知识.仿真结果表明所研究的位置控制系统具有良好的跟踪性能,并且展示了人工神经网络解决非线性系统辨识和控制问题的潜力.

关键词：人工神经网络逆动力学模型位置控制液压机械手非线性

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舰炮交流伺服系统自适应模糊滑模位置控制

兵工学报 2015年第S2期36卷 67-72页

作者：张缨夏学文李法忠董明海军装备研究院北海舰队司令部

将变结构滑模控制技术和模糊控制技术相结合,提出一种新颖的自适应模糊滑模伺服系统位置控制方法。根据模糊向量设计自适应律计算逼近的模糊函数逼近被控系统的数学模型。根据线性反馈技术设计滑模控制律,并证明了系统的稳定性。模糊滑... 详细信息

将变结构滑模控制技术和模糊控制技术相结合,提出一种新颖的自适应模糊滑模伺服系统位置控制方法。根据模糊向量设计自适应律计算逼近的模糊函数逼近被控系统的数学模型。根据线性反馈技术设计滑模控制律,并证明了系统的稳定性。模糊滑模控制柔化了控制信号,将不连续的控制信号连续化,减轻或避免了一般滑模控制器的振颤现象。模糊逻辑实现了滑模控制参数的自适应调整,是解决参数不确定时变系统控制的一种新型有效的方法,降低了切换控制的影响,有效地降低了抖动。实验结果表明,采用自适应模糊滑模控制技术设计的位置控制器精度高,响应时间快,有效抑制系统抖动现象,解决了输入信号的滤波问题、运动中负载的扰动问题以及位置控制中参数难以相互协调匹配的难题。

关键词：控制科学与技术伺服系统位置控制自适应控制模糊控制滑模控制

基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置控制

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2017年第4期29卷 550-556页

作者：奚文龙唐文秀许李尚刘方悦东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

针对直流电机位置控制系统在负载扰动情况下存在控制精度低、响应速度慢和鲁棒性差的问题,提出了基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置跟踪控制算法。通过滑模反步法进行虚拟控制实现直流电机实际位置控制。利用一阶低通滤波器... 详细信息

针对直流电机位置控制系统在负载扰动情况下存在控制精度低、响应速度慢和鲁棒性差的问题,提出了基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置跟踪控制算法。通过滑模反步法进行虚拟控制实现直流电机实际位置控制。利用一阶低通滤波器计算虚拟控制项的导数,消除微分膨胀,使控制器设计简单,但同时造成了相位滞后。通过前馈环节对一阶低通滤波器造成的相位滞后进行补偿。考虑位置跟踪、虚拟控制和滤波误差设计线性动态滑模面,改进滑模变结构控制律的切换控制项,提高滑模趋近速度,同时降低系统输出抖振。定义了Lyapunov函数,证明系统稳定性。仿真实验对比了比例积分微分(proportion integration differentid,PID)控制和传统滑模控制算法,结果表明,该方法能够快速、准确地跟踪给定位置信号,同时具有较好的鲁棒性。

关键词：一阶低通滤波器滑模变结构反步法直流电机位置控制

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超声电机基于模糊-PI技术的位置控制

机械科学与技术 2006年第5期25卷 603-607页

作者：贺红林朱华赵淳生南京航空航天大学超声电机研究中心

通过超声电机的工作原理分析,选定驱动频率作为其速度控制变量。将模糊-PI技术用于超声电机的控制。其中,PI控制在于减小稳态误差,模糊控制旨在实现电机快速定位。为设计模糊控制器,选定位置偏差和转速为其输入变量、驱动频率为其输出变... 详细信息

通过超声电机的工作原理分析,选定驱动频率作为其速度控制变量。将模糊-PI技术用于超声电机的控制。其中,PI控制在于减小稳态误差,模糊控制旨在实现电机快速定位。为设计模糊控制器,选定位置偏差和转速为其输入变量、驱动频率为其输出变量,并分别以三角、高斯型函数定义了输入、输出变量的模糊子集;根据电机手动操作经验,建立了超声电机模糊控制规则;基于GO-400控制卡构建控制系统,实现了电机控制;实验结果表明模糊-PI技术可实现超声电机快速高精度(偏差≤0.17°)定位。

关键词：超声电机位置控制模糊控制 PI控制驱动系统