检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2012年第3期48卷 41-49页

作者：褚明贾庆轩叶平孙汉旭北京邮电大学自动化学院北京100876

研究关节驱动柔性臂这一非最小相位系统的点对点定位与振动抑制问题。基于闭环动力学原理,将伺服反馈约束理论与Rayleigh-Ritz法相结合,建立耦合关节控制器动力特性的柔性臂振动偏微分方程,由此证明柔性臂实现点对点定位的同时进行振动... 详细信息

研究关节驱动柔性臂这一非最小相位系统的点对点定位与振动抑制问题。基于闭环动力学原理,将伺服反馈约束理论与Rayleigh-Ritz法相结合,建立耦合关节控制器动力特性的柔性臂振动偏微分方程,由此证明柔性臂实现点对点定位的同时进行振动抑制的可行性。采用微分几何输入/输出线性化方法重新定义观测输出,在新坐标系下将原系统分解为输入/输出子系统和内部子系统,并导出零动力学方程。设计一种全局终端滑模控制器,不仅使输入/输出子系统在有限时间内快速收敛至零,而且避免了常规滑模控制的抖振问题,利用极点配置法设计零动态子系统的控制器参数使整个系统Lyapunov稳定,通过数值仿真验证了所设计控制策略的有效性。设计并建立试验平台,试验结果表明仅以关节处的驱动电机为作动器可同时实现柔性臂系统的点对点定位与快速振动抑制。

关键词：柔性臂伺服反馈约束非最小相位输入/输出线性化全局终端滑模控制

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基于ESO的旋转倒立摆全局终端滑模控制（英文）

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控制工程 2018年第1期25卷 106-111页

作者：刘薇郝彬王跃灵浙江东方职业技术学院信息传媒与自动化系浙江温州325011 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

旋转倒立摆系统具有非线性、多变量、非最小相位和欠驱动等特点，这些特点为该系统的控制设计提出了诸多挑战性的问题。针对旋转倒立摆系统提出了一种基于扩张状态观测器（ESO）的全局快速终端滑模控制器（ESO—GTSMC），保证旋转臂对... 详细信息

旋转倒立摆系统具有非线性、多变量、非最小相位和欠驱动等特点，这些特点为该系统的控制设计提出了诸多挑战性的问题。针对旋转倒立摆系统提出了一种基于扩张状态观测器（ESO）的全局快速终端滑模控制器（ESO—GTSMC），保证旋转臂对期望轨迹的跟踪和摆杆在竖直方向的稳定。该控制器结合了滑模控制器系统鲁棒性好及设计简便的优点，运用快速终端滑模思想及全局动态滑模设计提高了系统的动态性能，同时利用扩张状态观测器来估计系统存在的实时外部干扰和内部参数不确定性并补偿给控制输入，提升了系统的抗干扰能力。仿真结果证明，所设计控制器的稳定性及动态性能优于传统的滑模控制器及最优控制器。

关键词：旋转倒立摆全局终端滑模控制扩张状态观测器外部扰动

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基于扩张观测器的HMCVT换段离合器油压跟踪控制

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农业机械学报 2023年第2期54卷 410-418页

作者：陆凯王琳鲁植雄周华栋钱进赵一荣南京农业大学工学院南京210031 拖拉机动力系统国家重点实验室洛阳471039

针对液压机械无级变速器(HMCVT)换段离合器油压跟踪控制过程中,不匹配干扰造成实际油压与期望油压产生偏差的问题,提出了一种基于扩张观测器的全局终端滑模控制算法,以实现油压的高精度跟踪控制。通过建立带有不匹配干扰的非线性湿式离... 详细信息

针对液压机械无级变速器(HMCVT)换段离合器油压跟踪控制过程中,不匹配干扰造成实际油压与期望油压产生偏差的问题,提出了一种基于扩张观测器的全局终端滑模控制算法,以实现油压的高精度跟踪控制。通过建立带有不匹配干扰的非线性湿式离合器数学模型,推导了油压控制系统的状态方程,使用扩张观测器对不匹配干扰进行估计,设计了一种能够快速收敛的全局终端滑模控制算法,并将干扰估计值补偿到控制算法中以提高控制精度和降低滑模控制的抖振。基于全局终端滑模控制算法设计了换段离合器油压跟踪控制器,通过试验对控制器效果进行了验证。结果表明,扩张观测器能够有效观测不匹配干扰,与传统终端滑模控制算法相比,基于本文算法设计的油压跟踪控制器动态响应时间仅为0.13 s,超调量为0.08 MPa,且无明显抖振。在换段过程中,冲击度降低12.7%,滑摩功减少10.2%,表明所提油压跟踪控制算法具有较好鲁棒性,能够改善换段离合器的接合品质。

关键词：液压机械无级变速器油压跟踪全局终端滑模控制扩张观测器换段离合器

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多自由度机械臂轨迹跟踪控制策略研究

多自由度机械臂轨迹跟踪控制策略研究

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作者：王宏博沈阳化工大学

学位级别：硕士

近年来,随着工业自动化程度的提升和科技的进步,机械臂技术已经在全球各个领域得到了广泛应用。机械臂是一个典型的多输入多输出、非线性、强耦合的系统,且具有建模误差、非线性摩擦以及外部扰动等众多不确定因素,实际中甚至经常面临模... 详细信息

近年来,随着工业自动化程度的提升和科技的进步,机械臂技术已经在全球各个领域得到了广泛应用。机械臂是一个典型的多输入多输出、非线性、强耦合的系统,且具有建模误差、非线性摩擦以及外部扰动等众多不确定因素,实际中甚至经常面临模型信息失配或完全未知的情况,这些都制约着机械臂的控制性能。因此,设计具有响应速度快、控制精度高、鲁棒性强的轨迹跟踪控制器是机械臂研究领域中的重点。针对机械臂模型存在集总扰动、模型信息未知的情况,本文将滑模变结构控制方法、反演设计法、自适应技术、时延估计策略相结合,研究机械臂的轨迹跟踪控制问题。论文主要内容如下: 对机械臂系统在三维空间中的位姿描述和基本变换方式做了详细研究,并在此理论基础上,基于二自由度机械臂推导拉格朗日动力学方程,建立其数学模型,简要分析了机械臂的动力学特性。考虑到机械臂系统存在参数摄动、外部干扰以及摩擦等不确定性因素,提出一种自适应反演超螺旋全局终端滑模控制策略,以实现机械臂的轨迹跟踪控制。首先,将反演法、李雅普诺夫理论以及全局终端滑模函数相结合设计控制器,保证系统稳定的同时,兼顾了鲁棒性、快速收敛性及高精度轨迹跟踪。其次,对于机械臂系统未知的集总扰动,采用自适应方法估计其上界值。基于超螺旋算法设计切换控制项,用以抵消系统不确定性带来的负面影响,同时起到抑制滑模抖振的作用。仿真结果验证了所提控制方案的有效性。考虑到滑模控制方法依赖于机械臂系统模型信息,以及系统不确定性、滑模抖振和外部扰动等因素对控制性能的影响,提出一种基于时延估计的改进趋近律滑模控制策略。该策略利用时延估计方法去估计机械臂模型未知的动态参数和外部扰动等不确定信息,从而将动力学模型转化为局部模型,针对局部模型设计滑模控制器,进而摆脱对模型信息的依赖。为了抑制滑模控制中固有的抖振现象,设计了一种改进型滑模趋近律,然后基于改进型趋近律设计切换控制项,补偿时延估计误差的同时,提高系统控制精度,加快系统的响应速度。通过李雅普诺夫理论证明了所设计控制器的稳定性,最终实现了对机械臂的无模型控制。仿真结果表明该策略与传统方法相比有效提高了系统的动态性能。

关键词：机械臂系统轨迹跟踪自适应技术反演法全局终端滑模控制时延估计改进型趋近律

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