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基于模型参数不确定的欠驱动非对称自主水下航行器全局镇定控制研究

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兵工学报 2020年第5期41卷 950-957页

作者：邸青周竞烨方凯姚佳琪李家旺宁波大学海运学院浙江宁波315211

针对欠驱动自主水下航行器水平面镇定控制过程中存在的模型参数未知等问题,设计一种基于非对称模型的全局反馈镇定控制算法。基于仅知模型参数上下界值的自适应模型参数观测器获取模型参数估计值;通过全局坐标变换,将镇定控制系统解耦... 详细信息

针对欠驱动自主水下航行器水平面镇定控制过程中存在的模型参数未知等问题,设计一种基于非对称模型的全局反馈镇定控制算法。基于仅知模型参数上下界值的自适应模型参数观测器获取模型参数估计值;通过全局坐标变换,将镇定控制系统解耦为推进子系统和偏航子系统分别进行设计,消除了非对称作用项引起的耦合影响;引入2阶滤波器,使得偏航角速度在推进子系统状态未收敛至零点状态下始终具有持续激励特征,保证镇定误差收敛至零点附近的一个有界区域。李雅普诺夫稳定性分析证明了该控制算法能够在模型参数未知情况下,以任意初始条件实现镇定控制目标。数值仿真实验结果表明,该控制算法是有效的,且具有较好的控制精度和一定对未知环境干扰的鲁棒性。

关键词：欠驱动自主水下航行器非对称模型参数不确定性镇定控制

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

负载不确定振动基机械臂的有限时间鲁棒镇定控制

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振动工程学报 2023年第1期36卷 128-137页

作者：梅瑞麟郭宇飞王志刚郝志强冶金装备及其控制教育部重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

针对存在外部振动激励与负载变化的机械臂在实现位置控制时耗时长、精度低等问题,提出了一种鲁棒有限时间控制方法。使用第二类Lagrange方法建立了含外部扰动的机械臂动力学方程,将基座所受振动激励处理为系统惯性不确定项,设计了基于隐... 详细信息

针对存在外部振动激励与负载变化的机械臂在实现位置控制时耗时长、精度低等问题,提出了一种鲁棒有限时间控制方法。使用第二类Lagrange方法建立了含外部扰动的机械臂动力学方程,将基座所受振动激励处理为系统惯性不确定项,设计了基于隐式Lyapunov函数的有限时间控制器;结合有限时间稳定性引理,采用Lyapunov理论证明了所提控制算法可以在有限时间内收敛稳定,给出了控制器计算流程;以基座存在振动的两连杆机械臂为对象,搭建试验装置并考虑外部振动与负载变化的情况进行多组对比试验。研究结果表明:所提出的方法能克服基座振动与负载变化的影响,使控制对象快速趋近目标位置,具有较好的抗干扰性与鲁棒性。

关键词：机械臂振动激励镇定控制负载变化隐式Lyapunov函数

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基于单目视觉的移动机器人伺服镇定控制

华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第10期44卷 87-92页

作者：刘阳王忠立蔡伯根闻映红北京交通大学电子信息工程学院北京100044

针对轮式移动机器人的单目视觉伺服镇定问题,在深度信息、机器人坐标系与摄像机坐标系间平移参量未知、摄像头光轴具有固定倾角的情况下,建立了移动机器人在摄像机坐标系下的运动模型.针对该模型提出了一种基于平面单应矩阵分解的鲁棒... 详细信息

针对轮式移动机器人的单目视觉伺服镇定问题,在深度信息、机器人坐标系与摄像机坐标系间平移参量未知、摄像头光轴具有固定倾角的情况下,建立了移动机器人在摄像机坐标系下的运动模型.针对该模型提出了一种基于平面单应矩阵分解的鲁棒自适应控制方法,保证了误差的全局指数收敛.仿真和实验结果表明:所设计的控制器可以保证移动机器人指数收敛到期望的位姿,同时所设计的鲁棒自适应控制器对参数不确定性具有一定的鲁棒性.

关键词：移动机器人镇定控制单目视觉非完整约束单应矩阵

基于新型固定时间稳定方法的一类二阶非线性系统镇定控制

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控制理论与应用 2023年第11期40卷 1981-1989页

作者：邹权佟明昊魏凯南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

本文研究了受未知外部扰动侵袭的一类二阶非线性系统的固定时间镇定控制问题.首先,提出了一种新的固定时间稳定方法,并给出了收敛时间及其上界估计值的计算公式.理论分析表明,收敛时间的上界与系统初始状态无关,可由系统参数完全确定.然... 详细信息

本文研究了受未知外部扰动侵袭的一类二阶非线性系统的固定时间镇定控制问题.首先,提出了一种新的固定时间稳定方法,并给出了收敛时间及其上界估计值的计算公式.理论分析表明,收敛时间的上界与系统初始状态无关,可由系统参数完全确定.然后,基于所提出的固定时间稳定方法设计了新型滑模趋近律和终端滑模面,使得系统状态能够在有界的有限时间内,从任意初始状态收敛至滑模面并沿着滑模面收敛至原点,同时引入了基于系统状态的自适应切换方法,有效避免了终端滑模面导致的奇异问题.最后,通过仿真验证了算法的有效性.

关键词：非线性系统未知外部扰动固定时间稳定镇定控制

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一类非完整系统镇定控制器的递推设计方法

兵工学报 2009年第9期30卷 1276-1280页

作者：李胜胡维礼南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对一类可化为链式系统的非完整系统,提出了一种镇定控制器的递推设计方法,利用该方法,用户可以从低维链式系统的镇定控制器出发,经过递推,设计出高维链式系统的镇定控制器。并证明了利用该方法设计的控制器可使得高维链式系统从满足x... 详细信息

针对一类可化为链式系统的非完整系统,提出了一种镇定控制器的递推设计方法,利用该方法,用户可以从低维链式系统的镇定控制器出发,经过递推,设计出高维链式系统的镇定控制器。并证明了利用该方法设计的控制器可使得高维链式系统从满足x∈Rn,x1,n(0)≠0的初始位置指数收敛于原点。通过仿真实验验证,利用该方法所设计控制器的有效性。

关键词：控制理论非完整链式系统镇定控制递推设计方法

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二维多项式非线性系统的镇定控制

控制与决策 2010年第5期25卷 753-757页

作者：童长飞李虎雄李怀忠温州大学运筹与控制研究所浙江温州325035

针对二维多项式非线性系统,提出了基于特征根负定配置的镇定控制方法.引入自由多项式,克服系统状态矩阵描述的不惟一性,进而降低控制综合问题求解的保守性.将特征根负定配置问题转化成多项式正定性验证问题,控制器设计问题通过多项式分... 详细信息

针对二维多项式非线性系统,提出了基于特征根负定配置的镇定控制方法.引入自由多项式,克服系统状态矩阵描述的不惟一性,进而降低控制综合问题求解的保守性.将特征根负定配置问题转化成多项式正定性验证问题,控制器设计问题通过多项式分解最终可由半定规划工具数值求解.在所提出的处理方法的基础上,讨论了4类二维多项式非线性系统的镇定控制问题.仿真结果验证了所提出方法的有效性.

关键词：非线性控制镇定控制特征根负定配置

不确定非线性多智能体系统的分布式模糊自适应镇定控制

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控制与决策 2014年第3期29卷 437-442页

作者：王巍王丹彭周华大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 辽宁工业大学电气工程学院辽宁锦州121001

针对一类具有未知非线性和未知参数摄动的非线性多智能体系统,提出一种分布式模糊自适应镇定控制方法.基于邻接智能体信息和部分智能体的自身信息,分别设计静态耦合和动态耦合的分布式模糊自适应控制律.基于Lyapunov稳定性理论,证明了... 详细信息

针对一类具有未知非线性和未知参数摄动的非线性多智能体系统,提出一种分布式模糊自适应镇定控制方法.基于邻接智能体信息和部分智能体的自身信息,分别设计静态耦合和动态耦合的分布式模糊自适应控制律.基于Lyapunov稳定性理论,证明了所提出的控制器能使得系统状态最终稳定于原点的邻域内.仿真实例验证了所提出方法的有效性.

关键词：非线性多智能体系统镇定控制模糊自适应控制分布式控制

基于Hamilton系统理论的直流配电系统镇定控制

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高电压技术 2023年第9期49卷 3999-4010页

作者：李云利彭克张新慧姜妍刘雨昕蔡元鑫山东理工大学电气与电子工程学院淄博255000

随着分布式发电及电动汽车的大规模接入,直流配电系统中的随机因素日益增加,直流源荷设备的随机性扰动以及交流线路参数、滤波电容参数的不确定性都会影响到系统的稳定性。建立了直流配电系统随机动态模型,提出了基于Hamilton系统理论... 详细信息

随着分布式发电及电动汽车的大规模接入,直流配电系统中的随机因素日益增加,直流源荷设备的随机性扰动以及交流线路参数、滤波电容参数的不确定性都会影响到系统的稳定性。建立了直流配电系统随机动态模型,提出了基于Hamilton系统理论的随机稳定控制方法,设计了预反馈控制律及镇定控制器,搭建了仿真及实验系统,并对比了加入镇定控制器前后的系统动态特性及稳定性,仿真和实验结果表明,所设计的镇定控制器能够抑制随机扰动产生的振荡现象,提高系统的动态特性及稳定性。

关键词：直流配电系统 Hamilton系统理论预反馈控制律镇定控制随机因素动态特性稳定性