基于扩张状态观测器的机电伺服系统饱和补偿与自适应滑模控制

针对带有未知摩擦力矩与输入饱和约束的机电伺服系统,提出了一种基于扩张状态观测器的伺服系统自适应滑模控制策略.首先,根据微分中值定理将非光滑饱和函数转化为仿射形式.其次,设计非线性扩张状态观测器并采用极点配置法确定观测器参数,用于补偿未知摩擦、饱和等非线性项以及外部干扰的影响.然后,通过结合参数自适应律和滑模理论,设计自适应滑模控制器,保证系统输出快速稳定地跟踪期望信号且改善抖振问题.仿真对比结果验证了所提方法的优越性.     

具有控制输入约束的轮式移动机器人轨迹跟踪最优保性能控制

针对考虑模型不确定性因素影响及控制输入约束的轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,文章提出了一种具有控制输入约束的轨迹跟踪最优保性能控制器.依据实际机器人与虚拟机器人的相对位姿关系建立轨迹跟踪误差动态模型.采用平衡点线性化方法将非线性形式的轨迹跟踪误差动态模型转换为线性形式的轨迹跟踪误差动态模型.通过线性矩阵不等式处理方法,给出了具有鲁棒性能上界的最优保性能控制器的存在条件及设计方法.仿真及实验结果表明,文章所提控制器能较好抑制模型不确定性的影响,提高移动机器人的轨迹跟踪性能和鲁棒性.     

基于扩张状态观测器的广义预测控制

针对线性对象,提出了一种基于扩张状态观测器的广义预测控制算法.首先,分离出对象中异于标准积分串联型的部分,把它作为扩张状态,再利用观测器对其进行实时估计和补偿,将原始对象近似转化为积分串联型.然后,针对积分串联型这种特殊的对象设计广义预测控制.这既降低了预测控制对于模型的敏感性,同时又极大简化了计算,取消了控制的增量形式以提高系统的鲁棒性但依然保持了闭环无静差特性.通过内模原理得到了闭环特征多项式.仿真结果验证了所提算法对于对象的参数摄动具有很强的动态性能鲁棒性.     

基于模糊自适应观测器的DFIG最大风能捕获模糊终端滑模控制

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,基于两相同步旋转坐标系下DFIG的数学模型,设计模糊自适应观测器对DFIG的转子角速度进行实时观测。解决了比例+积分自适应律中采用固定增益影响观测效果的问题,省去了测速装置。根据最大风能捕获原理设计转速控制器。为提高系统的鲁棒性和控制精度,对解耦后的DFIG转子模型采用模糊终端滑模方法进行控制,有效地抑制系统的抖振现象,并在有限时间内实现无静差跟踪,也确保了观测值的准确性。仿真结果验证了该方法有效性。     

基于干扰观测器的异构多智能体自适应滑模容错一致性控制

针对线性一阶和二阶异构多智能体系统,考虑到任意智能体可能发生的执行器故障以及受到外部干扰,研究了系统容错一致性控制设计问题.首先设计变增益扰动观测器,快速估计外部干扰;其次,利用一致性误差变量构造自适应积分滑模面,结合干扰观测器的估计值设计自适应滑模容错控制器.当异构多智能体系统存在执行器故障和外部扰动时,自适应滑模控制器可以保证智能体系统的位置和速度状态趋于一致.最后,利用Matlab仿真验证了所提方法的可行性与有效性.     

混沌记忆系统的自适应反馈控制和轨迹跟踪控制

研究了混沌记忆系统的自适应反馈控制和基于反馈线性化的轨迹跟踪控制问题.首先,通过绘制系统的时域波形图和混沌吸引子图验证系统的复杂的动力学行为;然后,分别应用自适应反馈控制方法和基于反馈线性化的轨迹跟踪控制方法设计控制器,对系统施加控制;最后,通过数值仿真验证控制器的有效性.     

二阶扩张状态观测器的误差分析

本文利用分片光滑的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数来进行扩张状态观测器的误差分析,指出了非线性扩张状态观测器有更好的估计精度能力,给出了为提高估计精度扩张状态观测器的参数所满足的条件．     

基于混合滑模的7DOF机械臂轨迹跟踪控制策略研究

利用传统PID和高阶滑模控制的优势,提出了高阶滑模和PI控制相结合的混合滑模控制算法,并应用于7DOF机械臂伺服电机的实时轨迹跟踪.伺服电机的混合滑模控制是在位置环和速度环采用高阶滑模-PI混合控制算法,电流环采用传统的PID控制算法.分析表明基于高阶混合滑模控制技术的7DOF机械臂伺服电机系统,能有效消除传统滑模控制中的抖振问题,增强了系统鲁棒性,并实现了快速的轨迹跟踪.最后,在一体式控制平台上实验验证了所提出的算法的有效性和实用性.     

基于观测器的直接自适应模糊控制

针对一类不确定非线性系统,利用H∞控制技术和T-S模糊系统,提出了一种基于观测器的直接自适应模糊控制方法。该方法不需要系统的状态变量完全可测。通过引入最优逼近误差补偿项,取消了最优逼近误差平方可积的假设条件。基于Lyapunov稳定理论,证明了闭环自适应模糊系统是半全局一致终结有界的,且跟踪误差渐近收敛到零。仿真结果表明所提设计方法的有效性。     

基于观测器的非严格反馈时滞非线性系统的神经网络自适应控制

针对一类非严格反馈的时滞非线性系统,研究了一类基于观测器的自适应神经网络控制问题.针对系统中存在未知状态变量的问题,设计了一个状态观测器.利用反步法和径向基神经网络的逼近特性,提出了一种自适应神经网络输出反馈控制方法.所设计的控制器保证了闭环系统中所有信号的半全局一致有界性.最后,通过仿真验证了所提控制方法的有效性.     

机械臂系统的自适应跟踪控制

考虑一类非线性机械臂系统的跟踪控制.该系统包含未知的定常参数和多个未知的周期时变参数.提出了一种新的自适应跟踪控制方法,该方法能保证闭环系统的所有信号有界,且跟踪误差趋于零.     

基于状态观测器的不确定时滞系统H_∞鲁棒容错控制

针对一类具有状态时滞的不确定线性系统,详细阐述了该系统基于状态观测器的H_∞鲁棒容错控制问题.当系统状态不可测时,构造状态观测器,并考虑状态观测器反馈回路传感器失效,引入观测误差,通过构造闭环增广系统的Lyapunov泛函,设计出了有容错性能的状态观测器和基于该观测器的状态反馈控制器,使得闭环增广系统渐近稳定,并满足H_∞性能指标.通过求解一个线性矩阵不等式就可同时得到观测器增益和控制器增益矩阵.最后给出仿真算例,验证了此方法的有效性.     

不确定电液位置伺服系统的自适应终端滑模控制

为了解决非线性、不确定电液伺服系统的位置跟踪控制问题,提出了一种基于反步法的自适应终端滑模控制方法.该方法将自适应控制和终端滑模方法结合在一起,一方面,提出的自适应控制律可以对电液伺服系统中的不确定性参数进行有效在线估计和补偿;另一方面,通过引入误差吸引子到滑模趋近律中得到变系数趋近律,设计的终端滑模控制律不仅能够消除普通终端滑模控制律中的非奇异项,还大大降低了滑模面的抖震.最终,根据Lyapunov稳定性理论,位置跟踪误差的有限时间稳定性得以严格证明.将该方法与积分反步滑模控制和线性滑模控制方法进行了对比研究,仿真结果验证了该方法在电液伺服系统位置跟踪控制方面良好的鲁棒性和跟踪精度.     

基于扩展状态观测器的Boost变换器控制策略研究

内容针对Boost变换器系统在受到外部扰动时其动态性能不是很理想的问题,提出一种基于扩展状态观测器的Boost变换器控制策略.建立了变换器控制系统的数学模型,通过扩展状态观测器观测负载电流和输入电压变化引起的系统扰动,来估计和补偿输出电压的变化,并引入PD模糊逻辑控制器进一步改善了系统动态性能.该策略不依赖于控制系统数学模型和其具体参数,能精确估计系统的扰动和在线补偿负荷电流和输入电压的变化.进行了仿真和实验验证,结果表明了所提控制策略的有效性.     

执行机构饱和下的坦克炮控伺服系统自适应控制研究

针对一类坦克炮控伺服系统,充分考虑系统各种不确定性,同时从实际问题出发考虑执行机构具有饱和非线性特性,研究了系统自适应控制器的设计方法.在自适应控制器设计中,通过引入二阶辅助信号,消除饱和影响,对饱和输入进行精确补偿.理论证明及仿真分析表明该自适应控制器在保障系统稳定的同时实现了系统输出对指令信号的良好、快速的跟踪效果.     

卫星姿态跟踪的间接自适应模糊预测控制

对含模型不确定性和未知干扰的卫星姿态系统提出了具有间接自适应模糊补偿的广义预测跟踪控制方法. 首先基于卫星姿态动力学模型设计了非线性广义预测控制律, 再利用自适应模糊系统逼近预测控制律中的模型不确定项, 使得所得到的预测控制算法可实施.证明了当卫星姿态模型中不确定项满足一定条件时, 所设计的控制律可使卫星姿态跟踪误差收敛到原点的小邻域内,并仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

一类不确定混沌系统的自适应跟踪控制

对一类不确定混沌系统 ,讨论了系统的自适应跟踪控制问题 .基于 Lyapunov函数方法 ,构造出了一类新的自适应控制器 .该控制器的构造简单 ,并能控制着混沌系统的状态全局渐近跟踪预先给定的任何有界轨线 .仿真实例验证了所得控制器的有效性 .     

一类基于模糊T-S模型的有执行器故障的自适应容错跟踪控制

研究了一类带有执行器故障的T-S模糊系统的容错跟踪控制问题。设计中,把模糊控制与自适应控制相结合,提出了一种新的容错控制方法。该控制器由正常控制器和一个自适应控制器组成,能够使得闭环系统稳定,故障状态模型渐近跟踪正常模型,并获得优化的控制性能。应用Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,给出和证明了带有执行器故障的T-S模糊系统的稳定的充分条件。仿真结果进一步验证了所提出的方法的有效性。