检索结果-南通市图书馆

基于非线性干扰观测器的一类欠驱动系统跟踪控制

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控制与决策 2019年第3期34卷 549-554页

作者：黄辉先丁灿刘嘉婷湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105

针对一类欠驱动系统的跟踪控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的控制策略.首先给出一种基于跟踪误差的输出函数,通过等式变形和Butterworth低通滤波器解决未知控制方向问题;其次,引入一种新型非线性干扰观测器,对系统未知模型进行补... 详细信息

针对一类欠驱动系统的跟踪控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的控制策略.首先给出一种基于跟踪误差的输出函数,通过等式变形和Butterworth低通滤波器解决未知控制方向问题;其次,引入一种新型非线性干扰观测器,对系统未知模型进行补偿,使控制器的设计无需知道系统的结构和参数;再次,通过对系统的内部动态和外部动态的分析,证明闭环系统的输出收敛于原点,跟踪误差信号一致最终有界;最后,将该方法应用于小车倒立摆模型,仿真结果表明了所提出方法的有效性.

关键词：欠驱动系统非线性干扰观测器输入-输出线性化信号一致最终有界小车倒立摆

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一类非确定欠驱动系统的串级模糊滑模控制

控制理论与应用 2006年第1期23卷 53-59页

作者：王伟易建强赵冬斌柳晓菁北京理工大学信息科学技术学院北京100081 中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室北京100080

本文针对一类含有非确定项的欠驱动系统提出了一种串级模糊滑模控制方法.该方法先选取状态变量中两个相关联的系统状态构造第一级滑动平面,然后将第一级滑模函数作为一个广义状态,与剩下系统状态中的一个状态构造第二级滑动平面,直到所... 详细信息

本文针对一类含有非确定项的欠驱动系统提出了一种串级模糊滑模控制方法.该方法先选取状态变量中两个相关联的系统状态构造第一级滑动平面,然后将第一级滑模函数作为一个广义状态,与剩下系统状态中的一个状态构造第二级滑动平面,直到所有的系统状态都包含在内构造最后一级滑动平面.同时考虑到系统模型中存在的不确定项,利用模糊逻辑的逼近功能进行估计,文中采用Lyapunov方法求取了控制器的控制律以及模糊逼近的有关参数的自适应律.该串级模糊滑模控制器能够保证各级滑动平面的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.

关键词：串级滑模控制模糊逻辑欠驱动系统

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含不等式约束的欠驱动系统约束跟随控制

控制理论与应用 2020年第9期37卷 1971-1982页

作者：李旻熊亮尹辉上官文斌秦武华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

在运动控制领域,欠驱动机械系统通常需要满足一系列的等式约束(完整或非完整的)以便获得较好的运动表现,同时出于安全考虑还需要满足一定的不等式约束条件.本文提出了一种约束跟随控制方法,用以解决同时含等式和不等式约束的欠驱动系统... 详细信息

在运动控制领域,欠驱动机械系统通常需要满足一系列的等式约束(完整或非完整的)以便获得较好的运动表现,同时出于安全考虑还需要满足一定的不等式约束条件.本文提出了一种约束跟随控制方法,用以解决同时含等式和不等式约束的欠驱动系统控制问题.该控制设计主要分为两步:第1步:只考虑系统需要满足的等式约束,运用约束跟随控制方法推导出基于系统模型的状态反馈控制律;第2步:考虑系统需要满足的不等式约束,先通过状态变量映射将不等式约束整合到原等式约束中以得到新的等式约束,再基于新的等式约束和第1步所述的约束跟随控制方法,推导出系统所需的状态反馈控制律.将该约束跟随控制方法应用于三自由度非线性强耦合的欠驱动平面垂直起降(PVTOL)飞行器.仿真结果表明,该控制方法能有效处理PVTOL飞行器运动过程中需满足的等式约束(轨迹跟踪和姿态保持)和不等式约束(边界服从).

关键词：欠驱动系统约束跟随控制不等式约束 PVTOL飞行器

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一类欠驱动系统的频域反步法设计

电机与控制学报 2012年第2期16卷 71-76页

作者：何朕王广雄杨文哲哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江哈尔滨150001

现有的状态空间反步法存在着设计上的问题,如对非线性函数求导的项数过多,且鲁棒性较差。结合一类欠驱动系统的控制设计,提出一种频域反步设计方法。该方法不同于标准的反步法,不是在每一步加一个积分器,而是每一步设计一个输出反馈回... 详细信息

现有的状态空间反步法存在着设计上的问题,如对非线性函数求导的项数过多,且鲁棒性较差。结合一类欠驱动系统的控制设计,提出一种频域反步设计方法。该方法不同于标准的反步法,不是在每一步加一个积分器,而是每一步设计一个输出反馈回路。这样系统将更为紧凑,也更便于实现。每一步的回路都采用H∞设计。为了解决线性化设计可能带来的非线性尖峰现象,控制回路中增加饱和设计。以无动态联系的欠驱动系统为例来进行讨论。因为这类系统是欠驱动系统设计的难点,其相对阶不能定义,且其未建模非线性不能用有界算子来描述,而且还起一种正反馈的作用。

关键词：欠驱动系统反步法频域设计尖峰现象球-杆系统

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一类欠驱动系统的解耦滑模控制方法

东南大学学报（自然科学版） 2012年第A01期42卷 11-14页

作者：于涛孙汉旭贾庆轩张延恒赵伟北京邮电大学自动化学院北京100876

针对一类欠驱动系统的稳定控制问题,提出了一种解耦滑模控制器的设计方法.首先将整个系统分成2个子系统,分别设计2个子系统的滑动面.然后利用其中一个子系统滑动面的反正切函数来构造一个中间变量,将该变量引入到另一个子系统的滑动面中... 详细信息

针对一类欠驱动系统的稳定控制问题,提出了一种解耦滑模控制器的设计方法.首先将整个系统分成2个子系统,分别设计2个子系统的滑动面.然后利用其中一个子系统滑动面的反正切函数来构造一个中间变量,将该变量引入到另一个子系统的滑动面中,进而构造出整个系统的滑动面.最后利用等效控制法求取系统在该滑动面上的等效控制量,并采用李雅普诺夫稳定性定理设计系统的切换控制量,从而获得系统最终的控制输入量.该方法解决了传统解耦滑模控制方法中存在的控制系统稳定性无法保证的问题,并可简化解耦滑模控制器的设计.从理论上分析了系统各个滑动面的渐近稳定性,并且通过桥式吊车系统的仿真实验验证了该方法的有效性.

关键词：欠驱动系统解耦控制滑模控制等效控制

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一类欠驱动系统的非线性输出跟踪控制

控制与决策 2011年第6期26卷 953-956页

作者：王红睿田彦涛吉林大学通信工程学院长春130025 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130031

针对一类模型结构为非下三角的欠驱动系统,在反步法的框架下研究了其非线性输出跟踪控制问题.鉴于在此类欠驱动系统的反步法设计中,沿用一般下三角系统的偏差难以镇定全部的偏差动态,由此引入了"联系函数"的概念.在反步法设计中,构造了... 详细信息

针对一类模型结构为非下三角的欠驱动系统,在反步法的框架下研究了其非线性输出跟踪控制问题.鉴于在此类欠驱动系统的反步法设计中,沿用一般下三角系统的偏差难以镇定全部的偏差动态,由此引入了"联系函数"的概念.在反步法设计中,构造了异于下三角系统的偏差,设计了状态反馈跟踪控制器,保证了系统偏差的全局一致渐近稳定性.仿真结果表明该设计方法是有效的.

关键词：非线性控制欠驱动系统反步法球杆系统

不确定欠驱动系统的高阶自适应Super-Twisting滑模控制

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模式识别与人工智能 2014年第9期27卷 808-814页

作者：杨兴明高银平合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009 科大讯飞股份有限公司合肥230088

为实现一类不确定欠驱动系统在未知干扰情况下的鲁棒控制,针对传统滑模控制中存在的抖振问题,提出一种基于二次型Lyapunov函数的二阶Super-Twisting自适应滑模控制策略.首先,控制器的不连续项采用二阶Super-Twisting算法,将不连续控制... 详细信息

为实现一类不确定欠驱动系统在未知干扰情况下的鲁棒控制,针对传统滑模控制中存在的抖振问题,提出一种基于二次型Lyapunov函数的二阶Super-Twisting自适应滑模控制策略.首先,控制器的不连续项采用二阶Super-Twisting算法,将不连续控制作用在滑模量的二阶导数.然后,针对滑模面受不确定干扰影响的情况,为调节参数设计一种自适应律方法,该方法不受传统二阶滑模控制中干扰项的一阶导数边界已知的条件限制,保证滑模面在有干扰情况下的收敛,削弱控制器输入的抖振现象.最后,以两轮自平衡车为实验对象验证该方法,并与传统滑模及普通二阶滑模方法做仿真对比.仿真结果表明文中所提的二阶自适应滑模控制方法在控制效果和降低抖振方面表现更优.

关键词：欠驱动系统抖振二阶滑模超螺旋算法

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欠驱动系统的非线性控制研究

欠驱动系统的非线性控制研究

作者：朱成龙曲阜师范大学

学位级别：硕士

欠驱动系统是一类特殊而又重要的力学系统,是目前自动控制研究的一个前沿方向.非完整系统作为一类运动受限的欠驱动系统,其研究具有重要的理论价值和实际意义.倒立摆作为另一类典型的欠驱动系统,具有广泛的工程和物理背景.本文针对欠驱... 详细信息

欠驱动系统是一类特殊而又重要的力学系统,是目前自动控制研究的一个前沿方向.非完整系统作为一类运动受限的欠驱动系统,其研究具有重要的理论价值和实际意义.倒立摆作为另一类典型的欠驱动系统,具有广泛的工程和物理背景.本文针对欠驱动系统的两种形式,在相关背景知识和现有研究成果的基础上,展开欠驱动系统的非线性控制研究.文章主要工作包括以下三部分:1)一般非完整动力学系统的有限时间控制.在虚拟控制系数和系统参数未知的情形下,针对一类非常一般的非完整动力学系统,给出了有限时间镇定控制方案.有限时间收敛控制律的设计应用了最小膨胀度的坐标变换和终端滑模的技术.根据系统能否转化成线性时不变系统,提出了两种控制策略以保证系统的状态在有限时间收敛到零.简化的气垫船系统的镇定问题和轮式移动机器人的停车问题的仿真实验说明了该控制方法的有效性和实际应用性.2)车轨长度受限的并行双摆能量控制.采用牛顿-欧拉方法建立了并行二级倒立双摆系统的数学模型.将能量控制方法应用于并行二级倒立摆系统上,基于一个能量形式的李雅普诺夫函数设计单一控制器.控制摆杆在达到垂直向上的位置时使摆杆的能量为零,通过控制摆杆能量来实现并行双摆的起稳摆控制.由于车摆系统小车位移受轨道长度限制,又考虑了小车位移的控制问题.所设计的控制器同时使小车的速度收敛到零,满足了车轨长度有限这一实际要求.控制器结构简单便于调参,收敛性能好.通过计算机仿真验证了所提出的控制策略的良好性能.3)平面倒立摆的自适应跟踪与镇定控制.首先采用拉格朗日方程建立了平面倒立摆的精确数学模型.然后,针对平面倒立摆动力学系统的欠驱动特性,结合系统的能量设计了自适应跟踪控制器,实现了基座小车的圆周轨迹跟踪与摆杆镇定.相比于其他方法设计的控制器,它不需要对实际摆系统进行任何的近似解耦和小邻域内的线性化处理.在系统存在未知机械摩擦和空气阻力的影响,同时基座轨道与小车质量以及摆杆长度存在测量误差干扰时,设计自适应跟踪控制器,证明了闭环系统的稳定性.根据变化的系统参数和不同的初态进行仿真实验,数据仿真结果验证了控制算法的有效性.

关键词：欠驱动系统非完整动力学模型有限时间镇定并行双摆能量控制平面摆自适应跟踪控制

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欠驱动系统Pendubot的模糊控制策略

电路与系统学报 2004年第2期9卷 126-129页

作者：赖旭芝黄灿佘锦华中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083 东京工科大学机械控制工程系

本文针对欠驱动Pendubot机器人系统,提出一种简单可靠的摇起及平衡控制策略。通过利用模糊控制及全状态反馈控制技术来分别设计摇起控制器及平衡控制器,其中模糊摇起控制器的设计使得系统的摇起可靠性得到大大的加强,并缩短了响应时间,... 详细信息

本文针对欠驱动Pendubot机器人系统,提出一种简单可靠的摇起及平衡控制策略。通过利用模糊控制及全状态反馈控制技术来分别设计摇起控制器及平衡控制器,其中模糊摇起控制器的设计使得系统的摇起可靠性得到大大的加强,并缩短了响应时间,两个控制器的转换通过转换装置实现。最后的仿真结果验证了算法的有效性。

关键词： Pendubot 欠驱动系统模糊控制全状态反馈控制