检索结果-内蒙古大学图书馆

振动与冲击 2019年第1期38卷 134-141页

作者：尤晶晶符周舟李成刚吴洪涛王进南京林业大学机械电子工程学院南京210037 江苏省精密与微细制造技术重点实验室南京210016 南京林业大学汽车与交通工程学院南京210037 南京航空航天大学机电学院南京210016

针对并联式六维加速度传感器的强非线性耦合特性,从解耦方程出发,构建了一种能够适应不确定性扰动的参数辨识模型。通过输入项的坐标反变换,得到了输入、输出项在载体系内的线性映射,据此提炼出13个参数项。定义并计算参数项对输入项的... 详细信息

针对并联式六维加速度传感器的强非线性耦合特性,从解耦方程出发,构建了一种能够适应不确定性扰动的参数辨识模型。通过输入项的坐标反变换,得到了输入、输出项在载体系内的线性映射,据此提炼出13个参数项。定义并计算参数项对输入项的影响系数矩阵,确定了两者之间的敏感性以及参数项的优化依据。通过参数分离和运动分解,构造了3个稳定的辨识方程,据此提出一种参数辨识算法。运用算子范数理论剖析辨识方程自身的性态,揭示出,影响辨识误差的关键要素为输入矩阵的条件数,故理论上存在最优输入项。辨识结果与仿真数据吻合得较好,表现为,当外界扰动不超过1%时,参数误差小于0. 88%。实验室条件下,参数辨识后的传感器样机在1分钟内的测量误差为8. 42%,基本满足工作要求。

关键词：六维加速度传感器参数辨识不确定性扰动算子范数条件数

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3-D双足机器人的动态步行及其控制方法研究

3-D双足机器人的动态步行及其控制方法研究

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作者：袁海辉浙江大学

学位级别：博士

双足机器人具有人类的外观特征并直接模仿人类的步行方式,因而可以适应人类的生活和工作环境,能够代替人类完成各种作业,具有广泛的应用前景。为提高3-D双足机器人动态步行的规划效率,发展3-D双足机器人动态步行的渐近稳定控制与切换控... 详细信息

双足机器人具有人类的外观特征并直接模仿人类的步行方式,因而可以适应人类的生活和工作环境,能够代替人类完成各种作业,具有广泛的应用前景。为提高3-D双足机器人动态步行的规划效率,发展3-D双足机器人动态步行的渐近稳定控制与切换控制方法,实现不确定性扰动下3-D双足机器人动态步行的鲁棒控制,本文依托国家自然科学基金面上项目“双足机器人多源随机不确定性建模与智能控制及其动力学仿真实验”(11372270)、“3-D双足机器人步态切换与多目标优化以及随机不确定性鲁棒控制方法”(11772292)以及重大研究计划培育项目“仿人机器人刚-柔-软多体耦合动力学建模与全身协调控制方法”(91748126),开展了 3-D双足机器人的动态步行及其控制方法研究。论文的主要研究工作以及章节安排包括:第一章介绍了双足机器人的研究背景与意义,综述了双足机器人步态规划方法、步态控制方法、切换控制方法以及鲁棒控制的研究现状,分析了现有研究尚待解决的问题,进而提出了本文的研究内容。第二章介绍了 3-D双足机器人动态步行研究中需要用到的一些基础理论和方法,主要包括动力学建模方法、虚约束方法、周期步态规划方法、混杂零动态与庞卡莱映射方法以及基于事件的反馈控制方法。第三章对3-D双足机器人的动态步行规划进行了研究。首先,基于虚约束与非线性约束优化方法,规划了 3-D双足机器人的初始步态;然后,对初始步态的虚约束进行参数化,并建立了步态周期性与参数间的数学关系,进而基于牛顿-拉夫逊迭代算法研究了初始步态的修正原理;最后,通过分析步态修正迭代方程的收敛条件,提出了一种初始步态的修正步骤。第四章研究了非对称3-D双足机器人动态步行的渐近稳定控制。首先,通过设计启发式变量作为控制变量,结合虚约束与混杂零动态方法,提出了一种基于启发式变量的运动控制器,该控制器使机器人的状态轨迹收敛到混杂零动态流形;然后,为实现混杂零动态的渐近稳定,在非对称3-D双足机器人的每个连续运动相设计基于事件的反馈控制器,通过建立各连续运动相控制器参数与控制目标间的显式关系,提出了一种控制器参数的解析设计方法。第五章研究了3-D双足机器人动态步行的切换控制。首先,基于庞卡莱映射方法,通过建立基于事件的反馈控制器参数与控制目标间的数学关系,提出了一种基于事件的自适应反馈控制器,以实现目标步态的渐近稳定;然后,为引导机器人的状态轨迹从当前步态达到目标步态的邻域范围,并保证机器人的步态切换过程满足物理约束条件,提出了一种切换控制器,该控制器的参数设计通过求解非线性约束优化问题来实现。第六章对不确定性扰动下3-D双足机器人动态步行的鲁棒控制开展了研究。首先,建立了不确定性扰动下的动力学模型,研究了不确定性扰动下机器人的稳定性分析方法;然后,针对不确定性扰动下的3-D双足机器人,基于滑模控制理论,提出了一种自适应滑模控制器;最后,结合落地速度控制与自适应滑模控制器,研究了非平整路面下的鲁棒控制。第七章基于GTX-Ⅲ型仿人机器人样机开展了步行仿真与实验研究,包括非平整路面的步行实验以及外部扰动下的步行实验。首先,对GTX-Ⅲ型仿人机器人样机的机械结构以及控制系统进行了介绍;然后,基于ADAMS仿真平台搭建了GTX-Ⅲ型仿人机器人的虚拟样机;接着,基于落地速度控制对机器人进行步态规划,并选取机器人的躯干角度作为反馈控制变量。第八章总结了本文的研究工作与结论,并对今后的研究工作进行了展望。

关键词：双足机器人动态步行步态规划渐近稳定步态切换不确定性扰动非平整路面鲁棒控制

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滚转稳定伺服平台动态滑模控制研究

滚转稳定伺服平台动态滑模控制研究

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作者：许叙遥西北工业大学

学位级别：博士

为提高效费比，常规弹箭的制导已经成为各国军事研究重点。滚转稳定捷联导航是滚转稳定弹箭制导化的重要研究方向。其实现关键是研制滚转稳定陀螺伺服平台(Roll Stabilized Gyro Servo Platform，RSGSP)。RSGSP功能是使平台上的惯性测... 详细信息

为提高效费比，常规弹箭的制导已经成为各国军事研究重点。滚转稳定捷联导航是滚转稳定弹箭制导化的重要研究方向。其实现关键是研制滚转稳定陀螺伺服平台(Roll Stabilized Gyro Servo Platform，RSGSP)。RSGSP功能是使平台上的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)隔离弹体相对于惯性空间的高速旋转，为IMU提供平稳的测量环境。弹体飞行特性要求 RSGSP能够在大加速度和高转速下精确跟踪弹体转速、能够抵抗外界剧烈变化扰动以及能够满足常规弹箭小尺寸、低成本要求等。论文基于动态滑模控制技术，重点从陀螺的抗饱和输出、增强系统抗扰动能力以及提高系统控制精度等方面进行了相关研究。主要研究贡献为：　　针对RSGSP系统陀螺稳定跟踪模式下的陀螺输出饱和问题，提出了一种抗饱和动态滑模控制方法。将陀螺输出饱和问题转换为平台速度限制控制问题，按照平台速度限制值将系统控制分为平台角度控制和平台速度控制两部分。在平台速度限制值范围内，采用PID动态滑模的平台角度控制;当平台速度超过限制值，采用恒速动态滑模的平台速度控制。经过滑模面切换，实现平台速度限制控制，从而解决陀螺输出饱和问题。动态滑模面和自适应控制律的设计，减小了滑模抖振，仿真结果显示本方法可行和有效。基于上述抗饱和动态滑模控理论，在RSGSP系统的位置锁定模式下，实现系统限速下位置控制，仿真和实验结果表明所提方法合理可行。　　针对RSGSP不确定性扰动影响，提出一种自适应非奇异快速终端动态滑模RSGSP控制方法。采用快速终端滑模技术来设计动态滑模面，加快动态滑模面收敛速度，形成非奇异快速终端动态滑模RSGSP控制方法。通过自适应控制律估计RSGSP系统的不确定扰动上界来进一步削弱抖振，并进行稳定性分析。最后仿真结果表明所提方法抗扰动性能强且抖振较小。　　针对矢量控制中的电流PI解耦影响RSGSP系统控制精度和鲁棒性问题，提出了基于自适应径向基函数（Radial Basis Function，RBF）神经网络的RSGSP动态滑模控制方法。综合考虑电流解耦和平台稳定控制，设计动态滑模器来增强鲁棒性。并利用RBF神经网络估计系统扰动的上界，抑制包括电流耦合项在内的系统扰动，实现控制解耦。仿真结果表明，所提方法合理可行，对系统扰动具有较强的鲁棒性。　　最后，采用DSP控制芯片，基于三环PID控制策略，建立RSGSP实验系统，并对RSGSP进行性能测试。实验结果表明RSGSP控制系统能够满足性能指标。为进一步提高系统的抗扰动性能以适应实际应用需要，提出基于负载和速度补偿的复合PID控制方法，并进行理论分析和实验验证，结果表明补偿控制能够提高控制精度和抑制扰动。

关键词：滚转稳定陀螺伺服平台动态滑模控制稳定跟踪模式不确定性扰动

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基于联系数的对方案有偏好的模糊多属性决策

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连云港师范高等专科学校学报 2015年第3期32卷 97-101页

作者：刘秀梅连云港师范高等专科学校初等教育学院江苏连云港222006

为了对方案有偏好的模糊多属性决策中的不确定性展开分析,先把决策中的属性值三角模糊数、属性权重模糊数、决策者对方案偏好的三角模糊数分别转换成集对分析中的"均值—偏差"联系数,在此基础上,建立决策模型。决策时,先按模... 详细信息

为了对方案有偏好的模糊多属性决策中的不确定性展开分析,先把决策中的属性值三角模糊数、属性权重模糊数、决策者对方案偏好的三角模糊数分别转换成集对分析中的"均值—偏差"联系数,在此基础上,建立决策模型。决策时,先按模型中的综合均值(主值)作出初决策,再计算偏差的不确定性波动对初决策排序的扰动。结果表明,属性值为三角模糊数,属性权重为模糊数,方案偏好为三角模糊数的这一类模糊多属性决策是三次不确定型决策(决策联系数中含i的3次幂),其不确定性扰动对于方案排序有较大影响。

关键词：模糊多属性决策三角模糊数区间数 “均值-偏差”联系数不确定性扰动集对分析

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基于RBF网络的小卫星变结构姿态控制

基于RBF网络的小卫星变结构姿态控制

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第三十一届中国控制会议

作者：冉德超陈小前杨维维曹璐国防科学技术大学航天与材料工程学院

姿态控制的精度是影响卫星总体性能的关键卫星运行过程中容易受到自身或外界因素引起的不确定性干扰,传统的控制方法往往存在控制精度低、响应速度慢、鲁棒性差等问题变结构控制是一种处理不确定性干扰的有效方法,对外界干扰具有一定的... 详细信息

姿态控制的精度是影响卫星总体性能的关键卫星运行过程中容易受到自身或外界因素引起的不确定性干扰,传统的控制方法往往存在控制精度低、响应速度慢、鲁棒性差等问题变结构控制是一种处理不确定性干扰的有效方法,对外界干扰具有一定的鲁棒性神经网络具有自学习能力,能够以任意精度逼近非线性函数针对不确定性干扰的存在,利用RBF网络的自适应学习能力,结合变结构控制方法的鲁棒性,设计了一种基于RBF网络的卫星姿态变结构控制方法采用RBF网络对不确定性干扰进行在线补偿,并分析了闭环系统的渐进稳定性仿真比较了普通变结构控制和基于RBF网络变结构控制的姿态控制效果仿真结果表明,基于RBF网络的变结构控制能够有效的克服系统中不确定性扰动的影响,提高姿态控制的精度,实现快速准确的姿态控制,验证了该方法的有效性和鲁棒性

关键词：卫星姿态不确定性扰动 RBF网络变结构控制

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基于自适应模糊滑模的柔性机械臂控制

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四川大学学报（工程科学版） 2011年第2期43卷 234-240页

作者：党进倪风雷刘业超刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 德国宇航中心机器人与机电一体化研究所德国慕尼黑82230

针对柔性关节机器人控制系统中存在的扰动力、摩擦力、参数变化以及建模误差等导致的控制器精度降低、鲁棒性差的问题,提出了1种基于自适应模糊滑模的鲁棒控制器。控制器由2部分组成,控制器的计算力矩和前馈补偿部分用于控制系统的标称... 详细信息

针对柔性关节机器人控制系统中存在的扰动力、摩擦力、参数变化以及建模误差等导致的控制器精度降低、鲁棒性差的问题,提出了1种基于自适应模糊滑模的鲁棒控制器。控制器由2部分组成,控制器的计算力矩和前馈补偿部分用于控制系统的标称部分,即机器人自身结构相关量、确定性扰动以及摩擦力的线性部分;控制器的自适应模糊滑模部分用于克服系统存在的不确定部分,包括外界不确定性扰动、摩擦力的非线性部分、参数变化以及建模误差等。最后在HIT四自由度柔性机械臂上进行了控制器的相关实验。实验结果表明该控制器具有良好的位置跟踪性能和较强的抗干扰能力。

关键词：柔性机械臂自适应模糊滑模非线性系统不确定性扰动

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车辆全速巡航系统的干扰解耦鲁棒控制

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中国科学（E辑） 2009年第12期39卷 1963-1982页

作者：宾洋李克强冯能莲 Department of Mechanical Engineering University of Wisconsin-Milwaukee 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 北京工业大学环能学院汽车系北京100124

建立了集成被控车辆及车辆间纵向行驶动力学特性的新型全速巡航系统模型,针对模型中存在的外界干扰、参数不确定性及非线性特性,提出了一种干扰解耦鲁棒控制方法.该方法首先根据非线性干扰解耦(nonlinear disturbance decoupling,即NDD... 详细信息

建立了集成被控车辆及车辆间纵向行驶动力学特性的新型全速巡航系统模型,针对模型中存在的外界干扰、参数不确定性及非线性特性,提出了一种干扰解耦鲁棒控制方法.该方法首先根据非线性干扰解耦(nonlinear disturbance decoupling,即NDD)原理,实现对模型中确定部分外界干扰的解耦,在此基础上,利用变结构控制(variable structure control,即VSC)中滑动模的不变性特性,消除模型中余下不确定性部分的影响,最后将其应用于纵向行驶车辆全速自适应巡航控制(adaptive cruise control,即ACC)系统,并通过仿真计算验证其控制效果.结果表明,结合NDD原理及VSC方法设计的车辆全速ACC系统,不仅对被控车辆内部各种不确定因素具有良好的鲁棒性能,而且能够较好的消除被控车辆低速走停(stop and go,即SG)工况下的强非线性特性,以及高速行驶中前导车频繁加/减速的外部干扰影响.此外,控制系统结构简单,可实现其控制性能的全局最优化.

关键词：纵向行驶车辆动力学不确定性扰动非线性干扰解耦鲁棒控制

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基于遗传算法的一类不确定性扰动下的系统参数估计

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系统仿真学报 2002年第5期14卷 566-568,572页

作者：李世玲张富堂李治西南交通大学电气工程学院成都610031 中国工程物理研究院电子工程所四川绵阳621900

对于线性系统,本文针对其系统矩阵A存在一类不确定性扰动的情况,提出了一种基于遗传算法(GA)的新的参数估计方法。同基于线性矩阵不等式(LMI)的参数估计方法相比,这种方法求解速度快,更适合于高维系统参数估计,为改进仪表测量误差对高... 详细信息

对于线性系统,本文针对其系统矩阵A存在一类不确定性扰动的情况,提出了一种基于遗传算法(GA)的新的参数估计方法。同基于线性矩阵不等式(LMI)的参数估计方法相比,这种方法求解速度快,更适合于高维系统参数估计,为改进仪表测量误差对高维系统建模精度带来的影响提供了一条可行的途径。仿真实验表明,本文提出的方法具有高度鲁棒性和很好的精度,能有效地消除不确定性扰动对系统精度的影响。

关键词：遗传算法不确定性扰动系统参数估计遗传算法鲁棒性

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