检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李亮亮青海大学

学位级别：硕士

为设计一款具有高效推进性能的机器海豚,从结构、运动、动力建模和控制四个方面展开设计与优化。在结构方面,运用瞬态分析方法优化了尾鳍形状参数,获得了具有高效推进性能的尾鳍结构参数。在运动方面,建立了鱼体波曲线的控制参数、电机... 详细信息

为设计一款具有高效推进性能的机器海豚,从结构、运动、动力建模和控制四个方面展开设计与优化。在结构方面,运用瞬态分析方法优化了尾鳍形状参数,获得了具有高效推进性能的尾鳍结构参数。在运动方面,建立了鱼体波曲线的控制参数、电机转角和位姿变换三者之间的关系来构造鱼体波光滑逼近机理模型,并通过模糊逼近算法验证了逼近机理的有效性。在动力学建模方面,运用凯恩方法建立了机器海豚拍动和C型旋转的动力学模型,同时利用流固耦合方法和粒子群算法对关节运动参数进行了优化。其参数引入到滑模控制中,展开机器海豚平面路径跟踪和定深控制,通过仿真验证机器海豚高效的推进性能。为以后机器海豚机动性能和三维控制提供了理论基础,使机器海豚在预定环境中得到良好的控制。

关键词：机器海豚鱼体波逼近动力学推进性能模糊滑模控制

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基于Z源逆变器的永磁同步发电系统优化并网控制研究

基于Z源逆变器的永磁同步发电系统优化并网控制研究

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作者：莫晓玲湖南大学

学位级别：硕士

当前全球能源环境问题的局势严峻,发展新能源是局势使然,其中风能的资源储量大、无污染、发电技术日趋成熟,是目前备受关注的可再生能源之一。变流器在各类并网发电系统中都有着举足轻重的地位。其中,Z源逆变器作为功率变换器应用于风... 详细信息

当前全球能源环境问题的局势严峻,发展新能源是局势使然,其中风能的资源储量大、无污染、发电技术日趋成熟,是目前备受关注的可再生能源之一。变流器在各类并网发电系统中都有着举足轻重的地位。其中,Z源逆变器作为功率变换器应用于风力发电系统中,主要负责将输入的直流能量转化为能并入电网系统的交流能量。其具有独特的拓扑结构,在不增加死区时间的情况下,同一桥臂上下开关管状态同时转变为导通时也不会造成器件的损坏,且可以实现单级升降压,因此其被广泛地应用在如风能这一类受环境的变化影响较大的发电系统中。本文的主要研究对象是永磁同步发电系统中的并网Z源逆变器,主要研究工作是优化其并网控制策略。本文首先对Z源逆变器的基本工作原理进行分析,以此为基础为其搭建了占空比低频数学模型,然后结合Z源并网系统的拓扑结构和工作原理,从而搭建出整个Z源并网系统的低频数学模型。同时介绍了永磁同步发电系统的基本组成,并对系统中的永磁同步发电机进行分析从而为其搭建了数学模型。然后研究了基于Z源逆变器的永磁同步发电系统的优化并网控制技术,引用模糊滑模控制策略实现系统并网控制的优化。并网侧,首先是在传统矢量控制的基础上,对电流内环控制引入基于指数趋近律的等效滑模控制律,然后再引入解模糊采用重心法的模糊控制对滑模矢量控制器中的滑模切换面函数及其微分进行模糊处理,从而为滑模控制律求解得到精确的滑模面系数。直流侧,在对电容电压的控制中引入基于切换控制律的等效滑模控制,实现电容电压快速跟随直流输入电压变化,增强维持逆变器直流链电压稳定的性能,改善了Z源网络非最小相位问题,增强了系统鲁棒性和抗外界扰动性能。同时对Z源逆变器的SVPWM调制方法进行了研究,分析了SVPWM的基本工作原理,然后在直通分段SVPWM调制的基础之上,提出改进型ZSVM6调制方法,通过仿真结果对比分析得出这种改进型调制策略具有较好的抑制谐波性能和较高的直流链电压的利用率。最后,为5kW的Z源并网逆变器设计主电路参数,并在选定的系统参数下搭建为利用ZSVM6-II调制方式的Z源并网逆变器设计的模糊滑模控制器的仿真模型,仿真结果验证了所设计的优化并网控制器的理论正确性和并网有效性。

关键词：永磁同步发电系统 Z源并网逆变器滑模控制模糊滑模控制改进型ZSVM6

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下肢外骨骼机器人的步态轨迹跟踪关键控制技术研究

下肢外骨骼机器人的步态轨迹跟踪关键控制技术研究

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作者：张鹏飞广西科技大学

学位级别：硕士

下肢外骨骼机器人是用以加强人体下肢行走能力的装备。本文着眼于下肢外骨骼在康复医疗领域的应用,将从下肢外骨骼的机械结构、动力学模型、硬件控制系统、控制策略、Simulink仿真以及关节控制实验这六个方面展开研究。外骨骼的结构和... 详细信息

下肢外骨骼机器人是用以加强人体下肢行走能力的装备。本文着眼于下肢外骨骼在康复医疗领域的应用,将从下肢外骨骼的机械结构、动力学模型、硬件控制系统、控制策略、Simulink仿真以及关节控制实验这六个方面展开研究。外骨骼的结构和嵌入式系统是完成后续控制算法研究的硬件基础。在外骨骼的结构设计方面,分析了人体解剖面和下肢步态相位,选定了外骨骼的驱动方式,确定了下肢外骨骼的结构采用四自由度连杆机构,把每条腿的髋关节和膝关节的矢状面自由度设置为主动驱动,并依据Solid Works设计图装配了实验样机。然后对控制系统进行规划,在硬件上,选定传感器、确定控制板和电动缸等,再搭建嵌入式控制系统。通过采集患者的关节运动数据,利用模糊滑模控制器实时纠正系统的误差,使外骨骼机器人能够精确地跟随所设定的步态轨迹,患者下肢经过重复性的运动,可以达到促进血液循环、增强患者肌肉活动度和促使其逐步实现以正常步态运动的目的。在下肢外骨骼的动力学建模中,把下肢外骨骼的一条腿映射为二自由度连杆机构,采用拉格朗日方法对该机构进行动力学建模,并对外骨骼转角与电动缸位移的运动结构关系进行了分析,把采集的步态角度量转换为电动缸的位移量。在动力学模型的基础上,提出了模糊PID控制算法,为了进一步改善控制效果,将模糊思想与滑模控制相结合,提出了模糊滑模控制算法,并采用Lyapunov法对所设计的算法进行了分析,结果验证了算法的稳定性。此外,通过对切换增益的模糊化抵消了干扰或其它因素的影响,使系统达到滑模面后,可始终保持滑模运动。针对模糊PID控制器和模糊滑模控制器分别构建了Simulink仿真模型,仿真比较了模糊PID算法和模糊滑模控制算法对输入曲线在无扰动和有扰动下的跟踪效果,结果表明,在无扰动的情况下,两种控制器都可以较好地跟随目标曲线,同时表明在强扰动的作用下,模糊滑模控制算法与传统的模糊PID算法相比,具有超调量小,稳定性强等优点。最后,通过髋关节的人体步态曲线跟踪实验发现模糊PID控制器在初始位置误差较大,在波峰和波谷处出现了超调,而模糊滑模控制器可以较为精确地实现对目标曲线的跟随,并进一步采用正常的人体步态数据进行了髋关节和膝关节的实验,实验结果验证了模糊滑模控制算法的有效性和优越性,实现了下肢外骨骼对人体步态曲线的有效跟踪。

关键词：下肢外骨骼电动缸驱动模糊滑模控制 Lyapunov稳定性

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馈能型多模式主动悬架控制策略研究

馈能型多模式主动悬架控制策略研究

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作者：石波长安大学

学位级别：硕士

主动悬架可以有效衰减路面激励引起的车身振动,良好的主动悬架控制策略还可以更佳的实时调节车身姿态,改善车辆行驶的动力学性能。但由于耗能较大,且单一的主动悬架控制策略难以满足复杂多变的工况,因而其应用受到限制;同时悬架系统在... 详细信息

主动悬架可以有效衰减路面激励引起的车身振动,良好的主动悬架控制策略还可以更佳的实时调节车身姿态,改善车辆行驶的动力学性能。但由于耗能较大,且单一的主动悬架控制策略难以满足复杂多变的工况,因而其应用受到限制;同时悬架系统在工作时主要将路面激励引起的振动能量转换为热能并向外界释放,造成大量能量的浪费。因此如何改善悬架控制效果和有效回收储存悬架振动能量来减少车辆能耗等问题成为当前研究的热点。为解决多变工况时主动悬架无法回收振动能量、控制策略的控制效果差等问题,本论文提出一种基于电磁力和液力混合型执行器的馈能型多模式主动悬架系统并对其控制策略进行研究,旨在改善车辆行驶的平顺性和稳定性的同时,对悬架振动能量进行有效回收。本论文的主要研究内容如下:在分析馈能型悬架结构和工作机理的基础上,建立馈能型主动悬架系统动力学模型和路面模型,同时建立直线电机模型和液压阻尼力计算模型,完成混合主动悬架系统作动器模型的搭建;对比多种主动悬架控制策略的优劣性,确定采用模糊滑模控制策略并对控制参数进行设计和计算;对直线电机控制策略进行设计,设计电流滞环控制策略对最优电磁主动阻尼力进行跟踪控制,同时对主动悬架系统馈能策略进行设计和建模,用于改善悬架系统的馈能性;基于切换系统的原理,对主动悬架的工作模式和模式切换条件进行定义和分析,结合悬架控制策略完成模式切换策略的设计,并对模式切换系统的稳定性进行设计、测试和评估。对所建的馈能型多模式主动悬架系统模型进行仿真和实验验证。仿真和实验结果表明:所设计的主动悬架控制策略可以有效改善车辆行驶时的动力学性能和馈能性,在有价值进行馈能时悬架系统的能量回收效率可达到16%-18%左右;在不同工况下行驶时,通过切换工作模式来提高悬架系统动力学性能的同时,也提高了馈能性,并通过台架实验进行了验证。在基于d SPACE控制器、馈能电路和台架实验对悬架系统的馈能性进行研究,实验结果表明:在馈能电路中使用反馈控制来输出开关信号占空比,同时根据实际需要设置最优的超级电容初始端电压,可以有效提高悬架系统馈能的能力。

关键词：主动悬架模糊滑模控制直线电机馈能性多模式切换

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爆胎汽车协调控制策略研究

爆胎汽车协调控制策略研究

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作者：刘维桂林电子科技大学

学位级别：硕士

爆胎会使汽车的稳定性受到很大的影响,同时爆胎后汽车很容易发生偏航。目前对爆胎汽车的控制大部分为单一控制,很难保证对汽车稳定性控制的同时又能提高汽车的轨迹跟踪能力,本文在稳定性控制基础上提出一套针对爆胎汽车进行协调控制的方... 详细信息

爆胎会使汽车的稳定性受到很大的影响,同时爆胎后汽车很容易发生偏航。目前对爆胎汽车的控制大部分为单一控制,很难保证对汽车稳定性控制的同时又能提高汽车的轨迹跟踪能力,本文在稳定性控制基础上提出一套针对爆胎汽车进行协调控制的方案,对汽车的制动和转向进行协调控制,使爆胎汽车既能保持其稳定性又能提高汽车的轨迹跟踪能力。主要研究内容如下:1)基于汽车动力学软件Car Sim设计了用于仿真汽车的整车模型以及汽车行驶的工况和道路环境模型。2)利用Unitire轮胎模型与汽车动力学软件Carsim联合建立爆胎实验仿真平台,建立八自由度汽车模型,在双移线和蛇形工况下对仿真平台进行实验对比验证,并在直行和弯道工况下进行各轮胎爆胎仿真实验,得出前轮爆胎比后轮爆胎更危险的结论。3)建立汽车的理想二自由度模型,采用了差动制动的控制方法,利用模糊滑模控制算法设计了爆胎汽车稳定性控制系统,根据制动力分配策略将横摆力矩分配到各轮上。通过设计不同爆胎工况进行控制仿真实验,证明了差动制动稳定性控制方法的正确性。4)采用主动转向的方法对爆胎汽车运动轨迹进行控制,利用变论域模糊PID算法,根据爆胎汽车实际运行轨迹与目标轨迹比较,不断调整模糊论域的范围,从而对PID参数进行整定,使爆胎汽车的轨迹误差变得更小。5)设计协调控制策略将差动制动控制方法与主动转向控制方法进行联合控制,根据质心侧偏角与纵向速度的大小来调整差动制动与主动转向的权重,通过对汽车进行爆胎实验,得出了协调控制比差动制动稳定性控制效果要好的结论。本文创新点如下:1)分析汽车稳定性的表征参数,通过控制汽车的质心侧偏角和横摆角速度使爆胎汽车维持稳定,并设计模糊滑模控制算法,利用模糊控制原理对横摆力矩进行有效补偿,提高了稳定性控制系统的鲁棒性。2)利用变论域模糊PID设计主动转向控制系统,并结合稳定性控制系统,设计了爆胎汽车协调控制系统,根据汽车的行驶状态,分配二者的权重系数,使协调控制系统能够有效地控制爆胎过程中汽车的稳定性和轨迹跟踪能力。

关键词：爆胎协调控制模糊滑模控制变论域模糊PID

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基于滑模理论的轨迹跟踪横向控制研究

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农业装备与车辆工程 2019年第3期57卷 13-16页

作者：张杰方涛郑平平李子龙合肥工业大学安徽省合肥市230009

汽车的结构复杂,各组成部分如轮胎、悬架、转向等系统之间又存在着不同程度的耦合,各系统的参数也存在不确定性,再加上汽车行驶工况的复杂多变,都给智能汽车的横向控制带来了极大的困难。为了提高智能汽车横向控制系统的鲁棒性和适应性... 详细信息

汽车的结构复杂,各组成部分如轮胎、悬架、转向等系统之间又存在着不同程度的耦合,各系统的参数也存在不确定性,再加上汽车行驶工况的复杂多变,都给智能汽车的横向控制带来了极大的困难。为了提高智能汽车横向控制系统的鲁棒性和适应性,采用强鲁棒性的滑模控制方法,设计了一种轨迹跟踪横向控制器。针对滑模控制中系统的抖动,设计了增益切换的模糊控制器。最后建立CarSim和Simulink的联合仿真平台,通过双移线工况和定曲率工况验证了所设计的控制器的有效性和适应性。

关键词：智能汽车横向控制模糊滑模控制仿真验证

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针对传感器故障的2-DOF直升机系统的主动容错控制方法

针对传感器故障的2-DOF直升机系统的主动容错控制方法

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作者：蓝雪婧杨伟杰赵志甲邹涛 510006 广东省广州市大学城外环西路230号

本发明涉及主动容错控制方法领域，公开了一种针对传感器故障的2‑DOF直升机系统的主动容错控制方法，包括以下步骤：第一步：将直升机系统模型简化为：传感器会发生故障，系统描述为:y＝[y1；y2]；第二步：计非线性观测器来估计传感器... 详细信息

标准号: CN115357005A

本发明涉及主动容错控制方法领域，公开了一种针对传感器故障的2‑DOF直升机系统的主动容错控制方法，包括以下步骤：第一步：将直升机系统模型简化为：传感器会发生故障，系统描述为:y＝[y₁；y₂]；第二步：计非线性观测器来估计传感器故障值；第三步：证明观测器的稳定性；第四步：设计基于非线性观测器的区间二型模糊滑模控制的主动容错控制器。本发明针对传感器故障的2‑DOF直升机系统的主动容错控制方法，考虑了实际的2‑DOF直升机系统中的传感器发生故障的可能性，可以将其应用到实际的直升机系统中，具有较好的实用价值。

关键词：主动容错直升机传感器故障非线性观测器传感器发生故障模糊滑模控制发生故障系统描述系统模型控制器观测器传感器应用

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安防机器人移动平台设计与轨迹跟踪控制研究

安防机器人移动平台设计与轨迹跟踪控制研究

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作者：刘碧飞昆明理工大学

学位级别：硕士

当今的21世纪,伴随着迅猛发展的科学技术,人口红利随之渐渐弥失,更甚者,机器人的大批量应用,尤其是安防机器人随着市场化的发展和社会维稳的迫切需求越来越受关注。本文以设计的基于麦克纳姆轮的安防机器人移动平台作为研究对象,使其具... 详细信息

当今的21世纪,伴随着迅猛发展的科学技术,人口红利随之渐渐弥失,更甚者,机器人的大批量应用,尤其是安防机器人随着市场化的发展和社会维稳的迫切需求越来越受关注。本文以设计的基于麦克纳姆轮的安防机器人移动平台作为研究对象,使其具有在二维面上的前后移动、左右移动和绕自身转动三个自由度的运动,满足在狭小空间工作的要求。本文在完成移动平台结构设计的基础上,建立了安防机器人的运动学模型及动力学模型。采用基于运动学模型的控制方法对安防机器人进行轨迹跟踪控制。本文的主要研究内容如下:首先,结合安防机器人的工作环境,本文设计了一款安防机器人移动平台,并通过Solidworks软件建立了其三维模型,对移动平台主要的结构,使用Workbench软件对其进行了静力学分析和模态分析,使其满足实际承载需求。并在结构的基础上,建立了运动学模型及动力学模型。然后,以搭建的安防机器人运动学模型为研究对象,设计了以下几种控制器,并通过MATLAB软件进行仿真,并验证了本文所设计的控制器的有效性。(1)设计了一种含积分项的sigmoid滑模切换函数,切换控制采用连续函数代替符号函数,构建由等效控制和切换控制的滑模控制器。(2)为进一步减弱抖振和提高响应速度,对积分项的sigmoid滑模切换函数引入自适应机制,同时创建由等效控制与切换控制构成的自适应滑模控制器。(3)在积分滑模控制的基础上,针对安防机器人的运动学模型轨迹跟踪控制,进一步研究模糊滑模控制策略,并通过仿真验证了所设计的控制器的良好的跟踪性能,并将其作为安防机器人轨迹跟踪控制的首先控制器。

关键词：安防机器人积分滑模控制自适应滑模控制模糊滑模控制

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自主水下机器人回收姿态控制研究

自主水下机器人回收姿态控制研究

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作者：贾亮瑜江苏科技大学

学位级别：硕士

自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle)作为人类探索水下世界的重要工具之一,在民用与军用领域都发挥着不可替代的作用。为了让AUV在水下有更多的巡航时间,以及更迅捷的交互速度,对AUV水下对接回收项目的研究就显得尤为重要。... 详细信息

自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle)作为人类探索水下世界的重要工具之一,在民用与军用领域都发挥着不可替代的作用。为了让AUV在水下有更多的巡航时间,以及更迅捷的交互速度,对AUV水下对接回收项目的研究就显得尤为重要。其中AUV的姿态控制作为对接回收研究的基础,现已成为此技术领域研究的热点。本文主要基于水下机器人(AUV)自主对接项目,针对AUV在对接过程中的姿态控制器需要有较高的精度与较好的稳定性这一问题展开研究,拟采用一种径向基神经网络与改进分数阶积分滑模相结合的方法设计姿态控制器。主要的研究安排如下:1.针对AUV水下对接回收的环境,分别建立“探海I型”水下机器人的运动学模型和动力学模型,并将对应具体参数代入,得到数学仿真模型,为接下来AUV姿态控制器的设计提供基础。2.针对实际工程中常用的PID控制,进行相应控制器的设计并通过仿真分析其实用性。但由理论可知,PID控制器对于存在时变干扰的非线性系统的控制存在一定误差,所以为提高AUV姿态控制器的鲁棒性以及自适应的能力,考虑采用滑模控制对AUV姿态控制器进行设计,同时为减小水下环境扰动以及抖振对AUV稳定运行带来的影响,拟采用模糊滑模控制器。其中模糊控制主要用于滑模控制中趋近律系数的动态调节。但是模糊滑模控制同样存在扰动导致的微小误差以及调节时间较长的问题,需用更好的控制算法改进。3.针对水下对接回收过程中AUV姿态控制需要有较高的精度以及较好的稳定性这一问题,需要采用一种控制效果更好的姿态控制器。本文拟采用一种径向基神经网络与改进分数阶积分滑模相结合的姿态控制方法。首先采用RBF神经网络对AUV对接过程中的不确定干扰以及AUV模型的摄动项进行逼近。其次运用分数阶积分具有对过去时刻慢慢遗忘的特性,设计了控制系统的分数阶积分滑模面,有效的减小超调现象。同时拟采用一种新型双幂次趋近律,使AUV姿态控制系统在收敛到分数阶滑模面的时候无抖振且较为快速。最后,经过仿真验证所设计的控制器的优越性。4.针对对接回收中姿态控制的实际可行性,参与完成了一套具有完善对接回收功能的实验系统。首先对实验系统的整体软硬件的设计进行一定的介绍,接着对设计的实验对接回收系统进行湖试,通过定深控制实验、水下方形自主使命跟踪实验与水面回收实验,验证了姿态控制器有一定的稳定性与精确度,能够基本满足后续回收实验的项目需求。

关键词： AUV回收模糊滑模控制 RBF神经网络新型双幂次趋近律分数阶湖

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基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略

基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略

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作者：王业琴耿涛张卫星洪程袁婕杨艳 223000 江苏省淮安市经济技术开发区枚乘东路1号

本发明涉及孤岛微网逆变器控制技术领域，公开了一种基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略，其电路结构包含直流源、逆变桥、滤波器、负载、基于模糊观测器的滑模控制器以及PWM驱动单元。本发明在坐标系下采用模糊滑模控制(SMC)... 详细信息

标准号: CN115036971A

本发明涉及孤岛微网逆变器控制技术领域，公开了一种基于模糊观测器的孤岛微网逆变器鲁棒控制策略，其电路结构包含直流源、逆变桥、滤波器、负载、基于模糊观测器的滑模控制器以及PWM驱动单元。本发明在坐标系下采用模糊滑模控制(SMC)策略，既可以实现输出正弦电压的零静差控制，又可以省去解耦过程，为了减弱常规SMC的“抖振”现象，将模糊观测器与SMC相结合，提出模糊滑模控制(FSMC)策略，通过设计模糊规则动态估测系统不确定性的大小，提高系统的鲁棒性，实现对工业用电设备提供连续稳定的电能供应，从而保证用电设备能安全可靠的运行。

关键词：观测器模糊滑模控制模糊微网孤岛逆变器控制技术滤波器工业用电设备滑模控制器不确定性电路结构电能供应动态估测鲁棒控制模糊规则用电设备正弦电压鲁棒性逆变器逆变桥直流源抖振解耦输出保证

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