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基于轨迹跟踪的航天器姿态自适应鲁棒控制

华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第1期41卷 21-28,46页

作者：周端郭毓陈庆伟胡维礼南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对存在不确定惯量和空间环境干扰的挠性航天器姿态大角度快速机动控制问题,提出了一种受细胞膜放电模型启发的自适应鲁棒姿态控制器设计方法.首先,为了快速完成姿态机动任务,并尽可能少激发挠性帆板振动,在挠性航天器运动学和动力学... 详细信息

针对存在不确定惯量和空间环境干扰的挠性航天器姿态大角度快速机动控制问题,提出了一种受细胞膜放电模型启发的自适应鲁棒姿态控制器设计方法.首先,为了快速完成姿态机动任务,并尽可能少激发挠性帆板振动,在挠性航天器运动学和动力学分析的基础上,提出了基于预先规划姿态运动轨迹且对不确定惯量具有自适应能力的自适应鲁棒控制器.在此基础上,为了改善机动过程中姿态跳变使系统指向精度和稳定度变差的问题,基于细胞膜放电的动力学模型设计了一种改进型自适应鲁棒控制器.所提出的控制器能够保证闭环系统渐进稳定;当惯量估计误差有界时,对于任意初始跟踪误差,该控制器可以保证姿态跟踪误差一致终值有界.仿真结果表明了所提出的改进型自适应鲁棒控制器的有效性.

关键词：挠性航天器姿态机动非线性系统自适应鲁棒控制

改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制

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电机与控制学报 2022年第10期26卷 130-138页

作者：谭草黎德祥葛文庆李波陆佳瑜山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255000

为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的... 详细信息

为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的不可测内部状态,参数自适应用于减少参数不确定性的影响,设计结合摩擦补偿自适应控制律、稳定反馈和鲁棒控制的自适应鲁棒控制方法,并证明该方法的稳定性;基于皮尔逊相关系数研究控制参数对性能的影响规律,对比分析不同控制算法下电磁直线执行器的运动控制性能以及抗干扰能力。仿真与试验结果表明:非线性增益k_(s1)与k_(s2)是影响控制性能的关键参数,提出的自适应鲁棒控制方法与鲁棒控制以及PID控制相比,在提升控制精确度前提下,响应迅速,能够有效克服非线性摩擦力、系统参数不确定性和外界扰动的影响。

关键词：电磁直线执行器 LuGre模型自适应鲁棒控制运动控制观测器非线性补偿

高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制

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机械工程学报 2015年第10期51卷 180-188页

作者：孟德远陶国良李艾民李威中国矿业大学机电工程学院徐州221116 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰,为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制,设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性,... 详细信息

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰,为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制,设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性,利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响,从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界,控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明,所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能,对干扰具有较强的性能鲁棒性,系统跟踪幅值为0.09 m,频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时,最大绝对跟踪误差为1.51 mm,标准跟踪误差0.72 mm。

关键词：气动位置伺服系统运动轨迹跟踪控制自适应鲁棒控制高速开关阀

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气动人工肌肉关节的饱和自适应鲁棒控制

浙江大学学报（工学版） 2008年第6期42卷 1031-1035页

作者：谢建蔚陶国良周洪浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027 费斯托中国有限公司上海201206

为了实现脉宽调制(PWM)高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的轨迹跟踪,采用了一种基于不连续映射函数的饱和自适应鲁棒控制(SARC)策略.针对非线性系统中存在的参数不确定性和未建模特性,结合确定性鲁棒控制和自适应控制,保证了控制系... 详细信息

为了实现脉宽调制(PWM)高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的轨迹跟踪,采用了一种基于不连续映射函数的饱和自适应鲁棒控制(SARC)策略.针对非线性系统中存在的参数不确定性和未建模特性,结合确定性鲁棒控制和自适应控制,保证了控制系统全局稳定性,减小了由于参数的不确定造成的系统不确定性.仿真结果表明,在多组不同建模误差和外加干扰影响下,闭环系统状态都能在有限时间内到达并保持在期望的收敛域内,施加参数自适应律能显著提高跟踪性能.

关键词：气动系统气动人工肌肉自适应鲁棒控制脉宽调制仿真

阀控非对称液压缸位置控制系统自适应鲁棒控制策略

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上海交通大学学报 2019年第2期53卷 209-216页

作者：何常玉施光林郭秦阳王冬梅上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对一类模型中存在未知非线性函数以及未知参数的阀控非对称液压缸电液位置系统,设计了一种自适应鲁棒控制策略以提高系统的跟踪精度和鲁棒性能.通过引入动态面技术,液压系统的非线性控制器设计过程可以被极大地简化,同时,传统的反步... 详细信息

针对一类模型中存在未知非线性函数以及未知参数的阀控非对称液压缸电液位置系统,设计了一种自适应鲁棒控制策略以提高系统的跟踪精度和鲁棒性能.通过引入动态面技术,液压系统的非线性控制器设计过程可以被极大地简化,同时,传统的反步法所固有的复杂爆炸问题可以被有效地避免.通过设计基于不连续投影方法的自适应律,系统中的未知参数可以被有效地估计并补偿到控制器中.利用Lyapunov稳定性理论对闭环系统的稳定性进行了分析,Simulink的仿真结果表明所提出的算法能够有效地提高系统的跟踪性能.

关键词：自适应鲁棒控制阀控非对称液压缸未知非线性函数未知参数动态面技术

桁架式可展开抓取机构展开动力学建模及其自适应鲁棒控制

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机械工程学报 2020年第5期56卷 39-46页

作者：李国涛李兵郭宏伟黄海林机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院深圳518055

针对一种新型桁架式可展开抓捕机构的展开运动,提出该机构的动力学建模方法并设计考虑过约束等非线性因素的控制策略以提高其运动性能。对该桁架式可展开抓取机构进行简要描述,利用拉格朗日力学并通过递归的方法建立该机构展开运动的动... 详细信息

针对一种新型桁架式可展开抓捕机构的展开运动,提出该机构的动力学建模方法并设计考虑过约束等非线性因素的控制策略以提高其运动性能。对该桁架式可展开抓取机构进行简要描述,利用拉格朗日力学并通过递归的方法建立该机构展开运动的动力学模型。利用动力学模型的已知信息,设计扩张状态观测器以估计机构中的过约束等非线性因素引起的动力学项。使用扩张状态观测器作为补偿项,提出改进型的自适应鲁棒控制器,其中,通过设计非连续映射自适应控制律来估计机构的惯性参数,通过设计自适应滑模控制律来克服传统自适应鲁棒控制器中的问题。搭建可展开抓取机构的试验平台,通过与现有的不同控制器的比较试验来验证提出的控制器的有效性。

关键词：展开机构过约束动力学建模扩张状态观测器自适应鲁棒控制

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三维编队飞行模型建立及自适应鲁棒控制

重庆大学学报（自然科学版） 2012年第2期35卷 35-40,54页

作者：李斌王强柴毅冯云昊杜柳重庆大学自动化学院重庆400044

以张量分析为工具建立无人机编队飞行相对运动模型,用飞行中外界干扰的估计值构造系统能量函数,根据Lyapunov稳定判据,提出一种无人机编队飞行队形保持的自适应鲁棒控制律。研究表明:无人机编队飞行张量模型具有广泛的适用性;为无人机... 详细信息

以张量分析为工具建立无人机编队飞行相对运动模型,用飞行中外界干扰的估计值构造系统能量函数,根据Lyapunov稳定判据,提出一种无人机编队飞行队形保持的自适应鲁棒控制律。研究表明:无人机编队飞行张量模型具有广泛的适用性;为无人机编队飞行深层问题研究、克服标架奇点引起的计算障碍等提供了新途径;提出的控制律简单,有效。

关键词：编队飞行误差模型李亚普诺夫函数自适应鲁棒控制

通信延迟下智能电动汽车队列分布式自适应鲁棒控制

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清华大学学报（自然科学版） 2021年第9期61卷 889-897页

作者：王靖瑶郑华青郭景华罗禹贡厦门大学航空航天学院厦门361005 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

针对通信延迟影响下的智能电动汽车队列控制问题,提出了一种智能电动汽车队列分布式自适应鲁棒控制方法。建立考虑非线性项、参数不确定性和外部干扰因素影响的智能电动汽车纵向队列动力学模型,并基于逆模型补偿技术,消除了非线性项对... 详细信息

针对通信延迟影响下的智能电动汽车队列控制问题,提出了一种智能电动汽车队列分布式自适应鲁棒控制方法。建立考虑非线性项、参数不确定性和外部干扰因素影响的智能电动汽车纵向队列动力学模型,并基于逆模型补偿技术,消除了非线性项对队列系统的影响;构建通信延迟作用下智能电动汽车队列分布式状态反馈控制结构,给出通信延迟、外部干扰和参数不确定性下的智能电动汽车队列闭环系统模型;使用特征值分解对通信延迟下智能电动汽车队列通信拓扑进行解耦,采用线性矩阵不等式处理方法,推导出通信延迟下智能电动汽车队列自适应控制器的存在条件,该矩阵不等式是低维的,与智能电动汽车队列长度无关。基于Lyapunov理论对时滞队列系统稳定性进行分析,验证系统的稳定性;仿真试验验证了所提出的通信延迟下队列分布式自适应鲁棒控制方法的可行性和有效性。

关键词：智能电动汽车队列控制通信延迟自适应鲁棒控制

基于自适应鲁棒控制提升快速反射镜的抗扰能力

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中国激光 2019年第9期46卷 196-203页

作者：王正玺张葆李贤涛中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

航空光电稳定平台广泛采用快速反射镜进行视轴稳定,航空环境中的各种扰动,尤其是振动会影响快速反射镜的稳定性能。针对传统的抗扰方法[如比例-积分-微分控制器(PID)、干扰观测器(DOB)等]抑制扰动效果不明显的问题,提出一种基于自适应... 详细信息

航空光电稳定平台广泛采用快速反射镜进行视轴稳定,航空环境中的各种扰动,尤其是振动会影响快速反射镜的稳定性能。针对传统的抗扰方法[如比例-积分-微分控制器(PID)、干扰观测器(DOB)等]抑制扰动效果不明显的问题,提出一种基于自适应鲁棒控制(ARC)方法的快速反射镜抗扰策略。实验测试发现,引入ARC以后,快速反射镜在振动环境中的稳态均方根误差值相比于PID降低约80%,相比于DOB降低约60%,表明ARC对于提升快速反射镜的抗扰能力和稳定性能具有显著效果,具有较大的工程应用价值。

关键词：机器视觉快速反射镜扰动干扰观测器自适应鲁棒控制