检索结果-内蒙古大学图书馆

上海交通大学学报 2015年第6期49卷 837-841页

作者：褚振忠朱大奇张铭钧上海海事大学信息工程学院上海201306 哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

研究了基于终端滑模观测器的水下机器人推进器故障重构方法.针对传统滑模观测器中状态估计误差渐进收敛而影响推进器故障重构时效性的问题,利用终端滑模所具有的有限时间收敛特性,构建终端滑模观测器以保证所有的状态估计误差在有限时... 详细信息

研究了基于终端滑模观测器的水下机器人推进器故障重构方法.针对传统滑模观测器中状态估计误差渐进收敛而影响推进器故障重构时效性的问题,利用终端滑模所具有的有限时间收敛特性,构建终端滑模观测器以保证所有的状态估计误差在有限时间内收敛,并利用等效输出误差注入方法重构推进器故障值.通过仿真对所提方法进行有效性验证.

关键词：水下机器人终端滑模观测器推进器故障重构

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光电跟踪系统非均匀受力摩擦补偿研究

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激光技术 2024年第4期48卷 455-462页

作者：吕南方夏运霞张兵包启亮夏华阳马荣崎蒋晶中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室成都610209 中国科学院光束控制重点实验室成都610209 中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院大学北京100049

为了解决光电跟踪系统中摩擦扰动问题、进一步提高视轴稳定精度,采用了LuGre模型和终端滑模观测器(TSMO)融合的补偿方法(LuGre-TSMO),即在LuGre模型的基础上设计一种基于新型趋近率的终端滑模观测器,实现对系统摩擦的2次补偿。结果表明... 详细信息

为了解决光电跟踪系统中摩擦扰动问题、进一步提高视轴稳定精度,采用了LuGre模型和终端滑模观测器(TSMO)融合的补偿方法(LuGre-TSMO),即在LuGre模型的基础上设计一种基于新型趋近率的终端滑模观测器,实现对系统摩擦的2次补偿。结果表明,相比于未补偿情况,LuGre-TSMO方法的速度跟踪均方根误差平均下降了65.38%,有效提高了实验平台视轴稳定精度;相比于LuGre模型方法和终端滑模观测器方法,LuGre-TSMO方法摩擦补偿效果最好。该方法在光电跟踪系统中是可行且有效的。

关键词：激光技术光电跟踪系统摩擦补偿 LuGre摩擦模型终端滑模观测器

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有限时间不确定性估计的电液伺服跟踪控制技术

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液压与气动 2022年第2期46卷 8-14页

作者：李帅郭庆蒋丹电子科技大学航空航天学院四川成都611731 电子科技大学机械与电气工程学院四川成都611731

在实际工程应用中,参数不确定性是一种非常常见的外部扰动,会对受控系统的动态性能产生消极的影响,而电液伺服系统作为一类常规的机电系统,其控制问题的研究也必然伴随着参数不确定性的问题。首先,介绍了终端滑模观测器来估计电液伺服... 详细信息

在实际工程应用中,参数不确定性是一种非常常见的外部扰动,会对受控系统的动态性能产生消极的影响,而电液伺服系统作为一类常规的机电系统,其控制问题的研究也必然伴随着参数不确定性的问题。首先,介绍了终端滑模观测器来估计电液伺服系统的参数不确定性,相较于其他观测器,其能够实现对系统参数不确定性的快速估计;然后,基于终端滑模观测器,构造了反步控制器,进而实现了对电液伺服系统的跟踪控制;最后,在实验平台上进行了验证,结果显示,终端滑模观测器相较于其他观测器能够更快地对电液伺服系统的参数不确定性进行准确估计,进而提高系统的受控性能。

关键词：电液伺服系统参数不确定性终端滑模观测器非线性控制

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基于事件触发的二阶多智能体系统的一致性算法研究

基于事件触发的二阶多智能体系统的一致性算法研究

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作者：支媛媛天津工业大学

学位级别：硕士

多智能体系统(MASs)一致性作为协同控制的重点问题已成为该领域的研究热点,并逐渐被普及到实际工程领域——深海探测、机器人控制、分布式计算等。在实际应用中,收敛速率是一致性方案的重要评价标准。例如无人机群倾向于在有限时间内实... 详细信息

多智能体系统(MASs)一致性作为协同控制的重点问题已成为该领域的研究热点,并逐渐被普及到实际工程领域——深海探测、机器人控制、分布式计算等。在实际应用中,收敛速率是一致性方案的重要评价标准。例如无人机群倾向于在有限时间内实现编队一致性。与渐近收敛相比,有限时间收敛除了收敛速度更快外,还具有更好的抗干扰能力和较强的鲁棒性。对于时间要求更严苛的系统,比如多导弹系统等,应考虑独立于状态初值且能得到预设稳定时间的固定时间一致性控制,这更能满足实际的需要。同时,传统的连续或周期更新会造成网路拥塞和资源浪费,引入事件触发机制可以减少系统额外的资源浪费。本文针对存在未知速度和干扰因素的二阶非线性多智能体系统,提出了一个事件触发有限时间的一致性控制方法。由于传感器资源有限,或者其精度问题,亦或是机械间隙误差的影响都会产生速度不可测的问题,因而引入了一种终端滑模观测器,使速度误差在有限时间内收敛。利用反步法构造分布式事件触发控制律,使智能体可以据其状态误差阈值独立地更新控制律。另外利用基于事件触发的滑模策略为二阶多智能体系统应用了一种鲁棒的固定时间滑模轨迹跟踪一致性控制。首先考虑到滑模控制对模型误差、参数变化及外部干扰有极佳的不敏感性,基于滑模的跟踪控制方案被设计来确保多智能体系统在存在外部干扰时的鲁棒稳定性。其次提出一种事件触发策略要求控制信号在系统误差超过某阈值时才能更新,事件触发策略依赖于连通拓扑关系、延迟参数及触发参数,有效地避免了频繁的信息交换。基于固定时间滑模跟踪控制的事件触发策略实现了系统鲁棒的稳定性,适用于对收敛时间要求更高的多智能体系统,可在计算出滑模稳定时间的同时摆脱状态初值的影响。通过李雅普诺夫稳定性分析了方案能实现一致性稳定,控制器产生了理想的跟踪性能,保证系统的全局鲁棒性。控制方案减少了控制律的频繁更新且事件间时间序列存在正下界,避免了芝诺现象。最后通过数值模拟验证了一致性控制协议的有效性。

关键词：事件触发机制多智能体系统终端滑模观测器反步法有限时间一致性固定时间滑模控制

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机器人系统的摩擦补偿控制方法研究

机器人系统的摩擦补偿控制方法研究

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作者：曾培江西华大学

学位级别：硕士

由于具有重复性好、精度高和可长时间运行等优势,机器人系统被广泛应用于多个领域来替代人类完成一些繁琐的工作。作为由电机和转轴组成的复杂机械系统,机器人系统难免会受到摩擦的影响,特别是在低速运行时,摩擦将极大地降低机器人位置... 详细信息

由于具有重复性好、精度高和可长时间运行等优势,机器人系统被广泛应用于多个领域来替代人类完成一些繁琐的工作。作为由电机和转轴组成的复杂机械系统,机器人系统难免会受到摩擦的影响,特别是在低速运行时,摩擦将极大地降低机器人位置轨迹跟踪的精度。为此,本文对机器人系统的摩擦补偿方法和位置轨迹跟踪问题展开了研究,主要工作内容总结如下:（1）针对机器人系统中摩擦和位置轨迹跟踪问题,提出一种摩擦补偿和标称控制相结合的控制方案。首先在忽略机器人关节摩擦的情况下设计标称控制器。然后基于LuGre摩擦模型,设计了法向变力的自适应律和双观测器相结合的摩擦补偿方法。最后结合摩擦补偿和标称控制器,实现机器人关节的摩擦补偿和位置轨迹跟踪控制。仿真结果表明:所提控制方案具有良好的摩擦补偿和位置轨迹跟踪性能。（2）考虑速度测量、摩擦参数未知以及上述工作（1）中所提双观测器结构复杂的问题,提出一种基于速度估计和摩擦补偿的自适应反演控制方案。首先为了避免速度测量噪声,设计了终端滑模观测器对机器人关节速度进行估计。其次基于连续LuGre摩擦模型设计了摩擦参数自适应律和摩擦状态观测器。最后设计了反演控制器,实现机器人关节的摩擦补偿和位置轨迹跟踪控制。仿真结果表明:与传统反演控制器相比,所提控制器能有效补偿关节摩擦,具有更好的位置跟踪性能。（3）针对柔性关节机器人系统摩擦模型存在误差的情况,提出一种基于摩擦补偿的分级滑模控制方法。首先使用库伦+黏性模型对系统摩擦进行建模,并设计自适应律估计模型的参数。其次考虑摩擦模型存在误差,设计模型误差观测器进行观测。最后设计了分级滑模控制器,实现柔性关节机器人的摩擦补偿和关节位置轨迹跟踪控制。仿真结果表明:与没有模型误差观测器的滑模控制器相比,所提控制器具有更好的摩擦补偿效果,和更高位置轨迹跟踪精度。（4）为了进一步验证所提控制方案的有效性,搭建了一套基于Touch力反馈机器人的实验平台,并在实验平台上对所设计的基于速度估计和摩擦补偿的自适应反演控制方案进行实验验证。实验结果表明:与传统反演控制器相比,所提控制器能有效补偿机器人关节摩擦,具有更好的位置跟踪性能,在实际环境中具有良好的控制效果。

关键词：机器人系统摩擦状态观测器终端滑模观测器自适应律分级滑模控制器反演控制器

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基于双观测器的机器人自适应摩擦补偿控制

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西华大学学报（自然科学版） 2021年第5期40卷 60-68,97页

作者：曾培江刘霞西华大学电气与电子信息学院四川成都610039

针对机器人系统中存在关节摩擦的问题,提出一种基于终端滑模观测器和摩擦状态观测器的双观测器自适应摩擦补偿反演控制方案:为避免速度测量带来的噪声影响,设计终端滑模观测器对机器人的速度进行估计;考虑到摩擦力无法直接获取,采用连续... 详细信息

针对机器人系统中存在关节摩擦的问题,提出一种基于终端滑模观测器和摩擦状态观测器的双观测器自适应摩擦补偿反演控制方案:为避免速度测量带来的噪声影响,设计终端滑模观测器对机器人的速度进行估计;考虑到摩擦力无法直接获取,采用连续LuGre摩擦模型,设计摩擦状态观测器和摩擦参数自适应律,得到摩擦的估计值;结合摩擦估计值设计反演控制器,使机器人在受到关节摩擦影响的情况下能有效跟踪期望位置轨迹。最后通过Lyapunov函数证明闭环系统的稳定性以及机器人轨迹跟踪误差的收敛性,并通过MATLAB仿真验证该控制方案的有效性。仿真结果表明,该控制方法能有效抑制关节摩擦对机器人轨迹跟踪的影响,提高了系统的位置跟踪精度。

关键词：机器人摩擦补偿终端滑模观测器摩擦状态观测器自适应律反演控制位置跟踪轨迹跟踪

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基于非光滑控制理论的航天器姿态容错控制研究

基于非光滑控制理论的航天器姿态容错控制研究

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作者：李琦中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着航天任务的不断拓展,对航天技术的需求越来越高。然而,由于太空环境的恶劣以及部件的老化等因素使航天器执行机构难以避免的发生故障,进而会导致整个姿态控制系统发生故障。由此看来,设计姿态容错控制方案,使得航天器在执行机构故... 详细信息

随着航天任务的不断拓展,对航天技术的需求越来越高。然而,由于太空环境的恶劣以及部件的老化等因素使航天器执行机构难以避免的发生故障,进而会导致整个姿态控制系统发生故障。由此看来,设计姿态容错控制方案,使得航天器在执行机构故障情况下仍能保证可接受的姿态控制性能尤为重要。因此,本文针对航天器姿态容错控制问题,基于非光滑控制理论进行研究,设计有效的容错控制方案,实现执行器故障下的航天器姿态容错控制。论文的主要工作如下:针对执行器故障下的航天器姿态控制系统,设计基于终端滑模观测器的非光滑主动容错控制方案。首先,建立执行器故障下的航天器姿态控制系统的线性模型;其次,设计终端滑模观测器,实现系统状态估计误差的有限时间收敛,并利用“等效输出注入”方法实现对执行器故障的重构;然后,基于终端滑模观测器重构出的执行器故障,结合反步法,设计主动容错控制方案,保证航天器姿态角和姿态角速度误差在执行器故障下渐近收敛到零;最后,通过仿真验证所设计方案的有效性。针对执行器乘性故障(部分失效与完全失效)下的航天器姿态控制系统,设计基于积分终端滑模的非光滑容错控制方案。首先,给出执行器乘性故障下的航天器姿态跟踪数学模型;其次,在执行器不冗余的情况下,考虑部分失效故障的发生,把执行器部分失效故障及执行器饱和、外部干扰当作总的不确定性,提出积分终端滑模容错控制方案,实现航天器姿态跟踪系统的全局渐近稳定;然后,将该方法扩展到执行器冗余且执行器发生完全失效的情况,设计自适应积分终端滑模容错控制器,分别对系统不确定性与执行器故障进行估计;最后,通过仿真验证所设计方案的有效性。针对执行器混合故障(包括乘性故障与加性故障)下的航天器姿态控制系统,设计基于有限时间控制的非光滑容错控制方案。首先,给出执行器混合故障下的航天器姿态跟踪数学模型;其次,在不考虑执行器冗余的情况下,基于加幂积分方法设计容错控制器,使航天器姿态跟踪四元数误差与角速度误差在有限时间内收敛到包含原点的微小邻域内;然后,考虑执行器冗余的情况,设计自适应积分滑模容错控制方案,分别对执行器故障与系统不确定性进行估计,实现航天器姿态跟踪系统的全局有限时间稳定;最后,通过仿真验证所设计方案的有效性。

关键词：非光滑控制姿态控制容错控制终端滑模观测器积分终端滑模有限时间控制

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无速度传感器DFIG最大风能捕获Backstepping终端滑模控制

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太阳能学报 2017年第3期38卷 623-630页

作者：吴忠强王昕懿赵习博燕山大学电气工程学院工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效... 详细信息

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效抑制抖振。仿真结果表明所设计的观测器和控制器均具有强鲁棒性,能实现无静差跟踪,系统响应快,稳态精度高。

关键词：双馈风力发电机终端滑模观测器最大风能捕获 Backstepping终端滑模控制器

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