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基于反馈判决的鲁棒自适应机动目标跟踪算法

空军工程大学学报（自然科学版） 2021年第1期22卷 70-76页

作者：汪家宝陈树新吴昊何仁珂郝思冲空军工程大学信息与导航学院西安710077 93184部队北京100076

针对平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)在机动目标跟踪中面临测量异常和模型失准时估计精度下降的问题,提出了一种基于反馈判决的鲁棒自适应算法。利用Huber函数对观测残差序列处理获得权重向量以修正测量协方差,增强算法的抗差能力以克服测... 详细信息

针对平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)在机动目标跟踪中面临测量异常和模型失准时估计精度下降的问题,提出了一种基于反馈判决的鲁棒自适应算法。利用Huber函数对观测残差序列处理获得权重向量以修正测量协方差,增强算法的抗差能力以克服测量异常问题;同时,引入多重渐消因子调整预测误差协方差,从而改变滤波增益,增强算法的自适应性以解决模型失准问题。最后,根据马氏距离构建异常误差判别因子,采用反馈判决实现2种处理方式的合理切换。仿真实验表明:与现有算法相比,该算法能够有效处理测量异常和模型失准带来的误差,具备良好的抗差能力和自适应性。

关键词：目标跟踪容积卡尔曼滤波鲁棒自适应算法反馈判决

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多维线性约束鲁棒自适应特征波束形成算法

火力与指挥控制 2013年第9期38卷 15-19页

作者：刘铁林张成石全军械工程学院石家庄050003

以镶嵌在刚性圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了一种鲁棒自适应特征波束形成算法。在分析了特征波束形成技术的基础上,将阵列优化问题描述为多维线性约束下的波束优化问题,进而在约束矩阵的正交线性子空间求解最优化问题,在满足鲁棒... 详细信息

以镶嵌在刚性圆柱体上的均匀圆阵为阵列模型,研究了一种鲁棒自适应特征波束形成算法。在分析了特征波束形成技术的基础上,将阵列优化问题描述为多维线性约束下的波束优化问题,进而在约束矩阵的正交线性子空间求解最优化问题,在满足鲁棒性约束条件下自适应地得到了阵列最优权向量,进而获得了与期望波束图较为一致的波束图,并分析了在满足鲁棒性约束条件下最大特征波束阶次的选择以及算法的收敛性。该算法具有收敛速度快、迭代误差不会累积的特点。计算机仿真验证了算法的有效性。

关键词：鲁棒自适应算法特征波束形成多维线性约束白噪声增益

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鲁棒RLS波束形成算法

东北大学学报（自然科学版） 2005年第1期26卷 29-31页

作者：汪晋宽宋昕王晗东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004

分析了多径传播环境下,信号方向向量的偏差和采样样本数目的变化对自适应波束形成算法性能的影响,提出了一种鲁棒RLS波束形成算法·该算法具有收敛速度快,抗扰动性强,误差小的特点·采用鲁棒RLS波束形成算法不但降低了波束形成器对于信... 详细信息

分析了多径传播环境下,信号方向向量的偏差和采样样本数目的变化对自适应波束形成算法性能的影响,提出了一种鲁棒RLS波束形成算法·该算法具有收敛速度快,抗扰动性强,误差小的特点·采用鲁棒RLS波束形成算法不但降低了波束形成器对于信号方向向量的偏差的敏感程度,而且可以保证阵列输出的信干噪比(SINR)接近最优值,仿真实验验证了所提算法的有效性·实验结果表明即使在强扰动或偏差存在的情况下,采用鲁棒RLS算法可使系统具有良好的SINR,而且可以改善加权向量的归一化偏差·

关键词：鲁棒自适应算法信干噪比归一化偏差 RLS算法鲁棒RLS算法

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弧焊机器人自适应轨迹跟踪控制仿真

制造业自动化 2014年第20期36卷 24-27页

作者：张新敏耿振雷远春朱学军宁夏大学机械工程学院银川750021

针对多关节机械手具有非线性和耦合性等特点,常用的PD控制难以达到现场作业的要求。以弧焊机器人为研究对象,运用拉格朗日法建立该机器人的动力学模型,并在进行动力学仿真的基础上求得两关节机器人的简化模型,然后采用鲁棒自适应算法与P... 详细信息

针对多关节机械手具有非线性和耦合性等特点,常用的PD控制难以达到现场作业的要求。以弧焊机器人为研究对象,运用拉格朗日法建立该机器人的动力学模型,并在进行动力学仿真的基础上求得两关节机器人的简化模型,然后采用鲁棒自适应算法与PD控制结合的算法实现轨迹跟踪控制,最后在MATLAB/Simulink中进行算法仿真。仿真结果表明,机器人能有效抑制外界扰动对跟踪轨迹的影响,动态性能和误差收敛性良好,为实现多关节机器人的轨迹跟踪控制提供了理论基础。

关键词：弧焊机器人动力学鲁棒自适应算法 MATLAB/Simulink

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基于摩擦补偿的伺服电机控制

基于摩擦补偿的伺服电机控制

作者：董强沈阳工业大学

学位级别：硕士

伺服控制技术是工业自动化控制中重要的控制技术,伺服控制系统有很高的性能要求,尤其是对位置参考信号的跟踪性能。研究表明,影响伺服系统性能的主要的因素是摩擦引起的非线性误差,因此可以通过消除非线性误差来提高伺服系统的控制性能... 详细信息

伺服控制技术是工业自动化控制中重要的控制技术,伺服控制系统有很高的性能要求,尤其是对位置参考信号的跟踪性能。研究表明,影响伺服系统性能的主要的因素是摩擦引起的非线性误差,因此可以通过消除非线性误差来提高伺服系统的控制性能。本文以三相永磁同步电机为主体,采用矢量控制和位置、转速和转矩三闭环控制建立交流伺服控制系统,分析摩擦力的特性并建立摩擦模型,采用基于摩擦模型方法设计摩擦补偿控制器,设计神经网络辨识非线性变量,鲁棒自适应控制器估计其它未知参数并消除误差。主要研究内容如下:（1）采用矢量控制和三闭环控制算法建立三相永磁同步电机伺服控制系统,所建立的伺服控制系统在负载扰动作用下能快速恢复跟踪给定参考信号。（2）研究伺服控制系统中非线性摩擦力的特性并分析摩擦模型,选择卢格摩擦模型描述摩擦力,通过实验验证卢格摩擦所描述的摩擦力在伺服控制会导致系统稳态运行时跟踪给定信号出现超调,慢速运行时出现“爬行”现象。针对非线性摩擦力和卢格摩擦模型中的非线性函数,设计神经网络辨识非线性变量。（3）采用不基于摩擦模型和基于摩擦模型的方法设计摩擦补偿控制器解决摩擦力对伺服控制系统性能的影响,根据所设计的参数辨识神经网络,采用鲁棒自适应算法消除神经网络辨识误差并估计系统中其它未知参数。分析所设计的摩擦补偿控制器的性能,仿真实验验证所设计的基于摩擦模型的全局逼近型神经网络鲁棒自适应控制器能达到系统期望的性能指标。

关键词：永磁同步电机摩擦补偿神经网络鲁棒自适应算法

Buck型转换器鲁棒自适应电压调节控制研究

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同方学位论文库

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Buck型转换器鲁棒自适应电压调节控制研究

作者：杨成伟合肥工业大学

学位级别：硕士

随着半导体集成技术和先进工艺制程的迭代更新,电子元器件的体积正在不断缩小并且所需供应的电压也在大幅减弱。但是体积的缩小必然加剧电磁干扰等现象,因此,对供应电源的精密度和稳定性方面的要求不断升高。Buck型转换器作为开关电源... 详细信息

随着半导体集成技术和先进工艺制程的迭代更新,电子元器件的体积正在不断缩小并且所需供应的电压也在大幅减弱。但是体积的缩小必然加剧电磁干扰等现象,因此,对供应电源的精密度和稳定性方面的要求不断升高。Buck型转换器作为开关电源中的重要一员,在生产和生活中有着广泛的应用。鲁棒自适应算法在系统不确定性上有着强鲁棒性和高自我调节能力,因此将鲁棒自适应算法应用于Buck型转换器控制中不失为一个有效选择。本文研究了鲁棒自适应算法在Buck型转换器系统中的电压调节控制问题。文中分别设计了基于有界扰动和参数不确定性的鲁棒自适应控制器。为了验证鲁棒自适应控制理论的控制效果,首先在一般系统中进行研究,对于一般系统所受到的有界时变扰动,提出了对应的自适应律对扰动界进行在线估计,对扰动进行补偿,提高系统的抗干扰能力。随后,分析了Buck型DC-DC转换器在受扰情形下的状态空间模型,设计了基于有界扰动补偿的鲁棒自适应控制器,并对系统的约束控制条件进行深入分析,在PSIM中与二阶滑模和一阶滑模控制方法进行仿真对比。紧接着,利用反步法设计了基于参数不确定性补偿的鲁棒自适应控制器,控制条件的实现难易程度相较于Lipshitz连续条件和范数有界条件更加容易,在Matlab中同PI方法进行仿真对比验证。最后,搭建了基于d SPACE的半实物实验平台,分别进行两种控制方法与PI方法的同场景对比实验,验证本文所提出的两种控制方法的合理性和有效性。

关键词： Buck型转换器鲁棒自适应算法反步法电压调节

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基于实测风功率曲线的风机控制方法研究

基于实测风功率曲线的风机控制方法研究

作者：王伟娜北京交通大学

学位级别：硕士

在石化能源日趋枯竭、环境污染加重的背景下,风力发电技术作为新能源技术的一种,越来越受各国的青睐。控制系统作为兆瓦级风力发电机组控制系统的核心部分之一,控制技术对风力发电机组的安全、稳定、高效的运行起到至关重要的作用。风... 详细信息

在石化能源日趋枯竭、环境污染加重的背景下,风力发电技术作为新能源技术的一种,越来越受各国的青睐。控制系统作为兆瓦级风力发电机组控制系统的核心部分之一,控制技术对风力发电机组的安全、稳定、高效的运行起到至关重要的作用。风力发电控制系统经历了从最初简单的控制算法到目前先进的控制算法,无论哪种控制算法最终的目的都是使风机能够捕获最大的风能。本文在分析国内外风电技术现状的基础上,综合考虑了风电系统的特殊性和随机性,提出了鲁棒自适应的控制算法,较好地解决了单台甚至多台风机的最佳风能捕获的跟踪控制。鲁棒自适应的方法不仅可以应对存在不确定因素的单输入单输出系统,同时可以很好地解决多输入多输出系统的控制问题。本文围绕着所提出的鲁棒自适应算法进行了以下内容的工作： 1、研究了风功率曲线的理论和实测方法。在认真学习国际标准IEC61400-12-1中关于功率曲线测试部分的基础上,通过经验学者的指导与辅助,得到了实地测量功率曲线的数据,并将实际测量的风能利用系数与其理论值进行了误差分析,对比结果表明两者之间存在较大的差异,并通过真实功率曲线的获得,表明实测功率曲线对最佳功率点跟踪的控制研究更加具有实际意义。 2、研究了单台风机的直接转矩和直接电流控制。通过传统控制算法和单纯自适应算法的过渡,提出了能够较好地应对系统不确定性和随机性情况的鲁棒自适应算法,并结合定子磁链定向矢量控制策略将直接转矩控制过渡到直接电流控制,应用Lyapunov函数以及Matlab分别从理论和仿真中证明了本文所提的鲁棒自适应控制算法的有效性。 3、研究了针对风场整体的控制策略。在综合多种风场建模的基础上,建立了从控制角度出发的风场综合模型。并用鲁棒自适应的方法对风场进行综合控制,分别讨论了对风场中风电机组设置不同最佳状态时的跟踪控制,应用Lyapunov函数以及Matlab分别从理论和仿真中证明了本文所提的鲁棒自适应算法应对风场综合控制的有效性。

关键词：实测功率曲线鲁棒自适应算法双馈异步电机风场建模风场控制

基于鲁棒自适应控制的机器人恒力磨抛技术研究

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基于鲁棒自适应控制的机器人恒力磨抛技术研究

作者：蒋林翰湖南科技大学

学位级别：硕士

目前实体制造业仍然大量采用人工进行传统磨抛加工,这种生产加工方式的工作效率低下,零件磨抛质量一致性差,并且恶劣的工作条件会对相关工作人员的身心造成严重影响。为了避免人工磨抛加工造成的问题,现在制造业企业普遍开始采取机器人... 详细信息

目前实体制造业仍然大量采用人工进行传统磨抛加工,这种生产加工方式的工作效率低下,零件磨抛质量一致性差,并且恶劣的工作条件会对相关工作人员的身心造成严重影响。为了避免人工磨抛加工造成的问题,现在制造业企业普遍开始采取机器人代替工人进行磨抛工作,特别是面向结构件焊缝的工业机器人磨抛成为一个快速发展的趋势。机器人末端磨抛力是影响零部件磨抛质量的主要因素,磨抛力的波动过大会对机器人磨抛质量产生不良影响,因此机器人恒力控制技术成为了研究的热点。本论文重点解决钢板焊缝磨抛加工中,如何实现机器人恒力控制的问题。本文采用设计的考虑摩擦的鲁棒自适应控制策略,通过采集机器人末端力信号数据,利用算法将力信号转换为机器人的修正位置,最后调整机器人位姿实现六关节磨抛机器人恒力打磨钢板焊缝。本论文的主要工作内容和实验结果总结为下文:首先,通过D-H参数法建立六关节磨抛机器人运动学模型,利用拉格朗日法建立六关节磨抛机器人动力学模型,采用Simulink/Sim Mechanics进行仿真实验,为后面章节建立六关节磨抛机器人控制模型奠定基础;针对机器人力传感器建立重力补偿模型,为后续调整机器人磨抛实验力传感器采集的力信号数据打下铺垫。其次,研究六关节磨抛机器人恒力打磨控制策略,在六关节机器人动力学模型的基础上,建立机器人鲁棒控制模型;针对鲁棒控制系统的部分不确定参数上界未知,综合机器人摩擦因素影响,设计考虑摩擦的鲁棒自适应控制策略;对三种机器人控制模型进行仿真并对比分析,证明了考虑摩擦的鲁棒自适应控制策略较其他控制策略在响应速度和稳态精度等方面更有优势。然后,搭建了六关节磨抛机器人恒力打磨实验平台,硬件系统方面对各部分硬件进行选型与搭配,软件系统方面对上位机程序、下位机程序和通讯模块程序等。最后,进行六关节磨抛机器人恒力打磨钢板焊缝实验,实验结果验证了所设计的考虑摩擦的鲁棒自适应控制策略的有效性和优越性,能够实现机器人恒力控制。

关键词：工业机器人鲁棒自适应算法主动柔顺控制恒力打磨