检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2018年第34期18卷 196-201页

作者：杨凯歌钟佩思郑义倪伟刘梅山东科技大学先进制造技术研究中心青岛266590 青岛黄海学院机电工程学院青岛266427

目前下肢外骨骼机器人存在的运动控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹时存在误差,从而导致人机系统随动性能差。因此,提出迭代学习控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹。首先,结合人体下肢结构分析,建立下肢外骨骼机器人动力学... 详细信息

目前下肢外骨骼机器人存在的运动控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹时存在误差,从而导致人机系统随动性能差。因此,提出迭代学习控制算法追踪人体髋关节和膝关节期望轨迹。首先,结合人体下肢结构分析,建立下肢外骨骼机器人动力学模型;其次,基于迭代学习控制算法建立下肢外骨骼机器人随动控制模型;最后,利用Matlab软件设计指数变增益闭环D型运动控制系统,分析收敛速度与谱半径的关系,追踪得到人体下肢髋关节和膝关节期望轨迹。仿真结果表明该算法能够有效提高下肢外骨骼机器人步态轨迹跟踪精度,提升人机系统随动性能。

关键词：下肢外骨骼机器人迭代学习控制算法运动控制系统步态轨迹跟踪精度

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基于沥青混合料搅拌设备中物料称量系统的迭代学习控制算法的研究

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科协论坛(下半月) 2013年第11期 89-90页

作者：李柏松张岁长安大学工程机械学院

计量系统是沥青搅拌设备的核心,计量控制系统的模型直接关系到沥青搅拌设备的控制精度。研究迭代学习控制算法在沥青搅拌计量系统中的应用,是为提高我国高速公路路面施工质量而引出的课题。

关键词：计量系统沥青控制精度迭代学习控制算法

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偏微分多智能体系统基于迭代学习算法的协调控制

偏微分多智能体系统基于迭代学习算法的协调控制

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作者：张丹苏州科技大学

学位级别：硕士

多智能体系统的协调控制是控制领域中的一个热点研究课题,主要涉及到无领航者系统的一致性控制、含一个领航者系统的跟踪控制,以及含多个领航者系统的包容控制。偏微分多智能体系统,相较于常微分多智能体系统,其涉及的状态空间为无限维... 详细信息

多智能体系统的协调控制是控制领域中的一个热点研究课题,主要涉及到无领航者系统的一致性控制、含一个领航者系统的跟踪控制,以及含多个领航者系统的包容控制。偏微分多智能体系统,相较于常微分多智能体系统,其涉及的状态空间为无限维空间,系统在每一瞬时的状态变量是一个函数,因而应用面更广,研究时所用的数学工具更复杂。迭代学习控制算法,作为新兴的控制技术,考虑的是寻求控制力矩,通过循环反复利用前一轮得到的信息来改进本轮的信息,使得机器人于有限时间区间段内按照设定的轨迹运动。由于其具有的简单有效性,迭代学习控制算法已成为智能控制领域中重要的研究分支之一。本文研究基于迭代学习控制算法的偏微分多智能体系统的协调控制。首先,将迭代学习控制算法运用到非经典(退化方程)的偏微分多智能体系统中,并考虑了系统的一致性控制问题,拓宽了研究范围。其次,将迭代学习控制算法运用到经典(二阶抛物型或双曲型方程)的偏微分多智能体系统中,考虑了系统的包容控制(跟踪控制含于其中)问题,并进一步考虑了将该方法推广应用至高阶(四阶双曲型方程)偏微分多智能体系统中,从而说明了该方法的普适性。另一方面,考虑了一类双曲型(波动方程)偏微分系统的边界控制问题,构建不同于目前常用的Backstepping设计的方法,实现了研究方法上的突破。具体研究内容如下:1.研究了一维退化偏微分多智能体系统的一致性控制问题,得到基于迭代学习稳定性意义下的一致性结论;2.研究了二阶抛物型或双曲型偏微分多智能体系统的包容控制(跟踪控制含于其中)问题,得到基于迭代学习稳定性意义下的包容性结论;3.研究了一类双曲型偏微分系统的边界控制问题,得到基于Lyapunov稳定性意义下的收敛性结论;4.研究了四阶双曲型偏微分多智能体系统的包容控制(跟踪控制含于其中)问题,得到基于迭代学习稳定性意义下的包容性结论。最后,总结本文的研究成果,并提出了一些可进一步研究的问题。

关键词：迭代学习控制算法多智能体系统偏微分方程协调控制边界控制

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地震模拟振动台双台阵系统控制理论与算法研究

地震模拟振动台双台阵系统控制理论与算法研究

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作者：杨艳平信阳师范学院

学位级别：硕士

地震模拟振动台是研究结构抗震的重要试验设备,涉及到土木、电子、数控、液压等多个领域。随着控制理论、计算机技术和实用需求的发展,振动台系统趋于大型化、数字化、台阵化、智能化。本文以我校地震模拟振动台系统为基础,在单振动台... 详细信息

地震模拟振动台是研究结构抗震的重要试验设备,涉及到土木、电子、数控、液压等多个领域。随着控制理论、计算机技术和实用需求的发展,振动台系统趋于大型化、数字化、台阵化、智能化。本文以我校地震模拟振动台系统为基础,在单振动台理论建模与仿真分析的基础上进行了双台阵系统的传递函数推导和仿真分析;重点分析了迭代学习控制算法的原理和结构,应用迭代学习控制理论在双台阵系统多参量控制的基础上构建外部加速度控制环节,组成内外双环控制;其中内环为多参量控制,外环通过编写迭代学习控制算法程序来修正波形信号。完成了对振动台双台阵系统的仿真建模分析,验证了迭代学习控制算法的有效性。本文主要研究内容如下:（1）推导了三参量控制和多参量控制下的地震模拟振动台系统理论传函,并进行了系统仿真建模分析;通过对比分析不同控制算法下的系统频响特性曲线和系统的波形再现情况验证了多参量控制算法的有效性。（2）推导了双台阵系统的传递函数,基于多参量控制分析了负载特性对双台阵系统频响特性的影响。结果表明:受负载特性的影响,系统频响特性曲线G11出现了幅值为0.692d B的峰值和幅值为-3.17d B的陷波畸变,G12出现了幅值为-2.32d B峰值失真。随着负载阻尼比的增大G11峰值畸变减小了0.529d B,陷波减小了1.83d B,G12波形失真峰值减小了9.78d B;随着负载自振频率的增大G11峰值增加了0.402d B,陷波增加了3.59d B,G12波形失真峰值增加了9.27d B;随着负载质量的增加,G11峰值畸变增加了0.229d B,陷波增加了1.76d B,G12波形失真峰值增加了6.56d B。建立了三参量控制和多参量控制下双台阵系统的仿真模型并进行了仿真分析,仿真结果表明:相较于三参量控制,采用多参量控制的两子振动台波形相关系数分别提高了11.5%和11%。（3）详细论述了迭代学习控制算法的原理、结构和学习律,基于修正迭代控制算法进行了仿真分析。仿真结果表明:在多参量控制算法的基础上引入修正迭代学习控制算法,有效提升了双台阵系统的波形再现精度,修正迭代控制后,各子振动台的波形相关系数均达到了0.95以上,比仅在多参量人工校调参数控制下的波形复现精度提升了28%。

关键词：地震模拟振动台双台阵系统迭代学习控制算法修正迭代负载特性

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基于无人机的行人移动轨迹跟踪方法研究

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自动化技术与应用 2023年第7期42卷 183-186页

作者：郭建奇黄谛极研(福建)信息技术有限公司福建福州350000

由于现有行人估计移动轨迹跟踪方法难以对行人坐标位置进行准确定位,导致轨迹跟踪结果误差较大,因此提出基于无人机的行人移动轨迹跟踪方法。建立小型无人机模型,针对小型无人机搭载的陀螺仪以及地磁极等传感器存在的定性误差,结合迭代... 详细信息

由于现有行人估计移动轨迹跟踪方法难以对行人坐标位置进行准确定位,导致轨迹跟踪结果误差较大,因此提出基于无人机的行人移动轨迹跟踪方法。建立小型无人机模型,针对小型无人机搭载的陀螺仪以及地磁极等传感器存在的定性误差,结合迭代学习控制算法建立无人机姿态和高度控制器,精准定位行人移动轨迹,通过控制器完成行人移动轨迹跟踪。仿真实验结果表明,所提方法能够精准检测行人数量,同时还能够有效提升行人移动轨迹跟踪结果可信度和无人机控制率。

关键词：无人机行人移动轨迹轨迹跟踪迭代学习控制算法

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基于模糊滑控制的迭代学习控制算法研究

基于模糊滑控制的迭代学习控制算法研究

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作者：赵婧兰州理工大学

学位级别：硕士

迭代学习控制是采用“在重复中学习”的学习策略，它具有记忆系统和经验修正机制。它是以控制系统的实际输出与期望输出之间的偏差来不断修正控制信号，从而提高控制系统的跟踪性能。传统的迭代学习控制算法中的外部参数对迭代学习算法... 详细信息

迭代学习控制是采用“在重复中学习”的学习策略，它具有记忆系统和经验修正机制。它是以控制系统的实际输出与期望输出之间的偏差来不断修正控制信号，从而提高控制系统的跟踪性能。传统的迭代学习控制算法中的外部参数对迭代学习算法的收敛性和收敛速度的影响非常大，由此引申出利用优化理论来设计迭代学习控制律的思想。\n 为了减小外部干扰及参数扰动对迭代学习控制算法的影响，本文针对连续系统建立一种基于等效控制的模糊滑模变结构迭代学习控制算法。该算法将滑模控制器引入迭代学习控制算法中，用于弱化外部干扰及参数扰动对算法的精确度的影响，再将模糊控制与滑模变结构控制相结合，控制信号被模糊控制柔化，从而改善了传统滑模控制的抖振现象。一般来说，在基于等效控制的滑模控制器中，由等效控制和切换控制组成控制律，等效控制将系统状态保持在滑模面上，切换控制迫使系统状态在滑模面上滑动。利用模糊规则和等效控制原理，建立模糊滑模控制器，从而消除抖振。\n 最后，本文对基于模糊滑模变结构控制的迭代学习控制算法进行了分析研究，对比分析得出，模糊滑模变结构迭代学习控制算法可以有效地减小外部干扰和参数扰动对控制算法的影响，同时具有更好的收敛效果。模糊滑模迭代学习控制算法在实际应用中具有很好的应用前景。

关键词：模糊滑模变结构迭代学习控制算法连续系统抖振消除外部干扰参数扰动跟踪性能

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基于图像的电视生产过程Wire线组装建模与控制系统研究

基于图像的电视生产过程Wire线组装建模与控制系统研究

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作者：何鑫达沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着我国经济技术不断发展和机器视觉技术水平的不断提高,人工智能已经对我们的生活和工作方式产生了一定的影响,工业领域对于智能制造的需求也越来越大,将成熟的机器视觉技术广泛地应用到工业生产中已经是智能制造的一个大趋势,通过机... 详细信息

随着我国经济技术不断发展和机器视觉技术水平的不断提高,人工智能已经对我们的生活和工作方式产生了一定的影响,工业领域对于智能制造的需求也越来越大,将成熟的机器视觉技术广泛地应用到工业生产中已经是智能制造的一个大趋势,通过机器视觉可以实现工件的自动监测、实时定位、分拣、自动搬运、智能装配等工作。根据研究表明,现在电视机的生产主要还是以人工装配为主,机械设备辅助的方式。本文运用机器视觉技术设计了智能装配设备,实现了电视机的智能化装配,提高了电视机生产的装配效率,具体研究内容如下。设计基于直角坐标结构的智能装配设备并建立自适应装配机械手动力学模型。根据Wire线的特征和电视机的装配工业要求,进行直角坐标结构的智能装配设备实验平台研究与设计。进行自适应装配机械手、直角坐标机器人、伺服系统和机器视觉系统的设计和选型,并建立自适应装配机械手动力学模型。提出集成SIFT算子与FLANN搜索的图像匹配算法。设计基于手眼系统的机械手和相机相互固定的位置安装方式,进行机器视觉系统对机械手的位置引导。对视觉系统进行设计和选型,利用相机的内、外参数进行相机标定消除镜头畸变,进行机械手和相机的位置标定,确定机械手和相机的位姿关系。通过研究和对比分析,确定了集成SIFT算子与FLANN搜索的图像匹配算法,并以此算法对图像单应性矩阵进行求解。研究基于单应性矩阵的轨迹跟踪迭代控制方法。根据Wire线的图像识别定位和智能装配要求,确定了基于单应性矩阵的轨迹跟踪迭代控制方案,通过研究和分析比较,确定了改进的变增益反馈D型迭代学习控制算法,利用基于SIFT算子与FLANN搜索的匹配算法进行图像的特征提取,并求得图像的单应性矩阵,采用对图像的单应性矩阵迭代的方法实现对期望轨迹的轨迹跟踪,获取了工位的准确位置,完成了对Wire线的智能插装,提高了Wire线的装配精度。搭建智能装配实验平台。运用Qt软件编写上位机界面,进行基于Open CV与Python的图像处理算法的导入,通过TCP/IP协议实现上位机操作系统与PLC之间的通讯,完成了对PLC控制程序的编写,并通过智能装配实验验证了方案的可行性。

关键词： Wire线直角坐标机器人 FLANN搜索单应性矩阵迭代学习控制算法

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上肢康复机器人控制系统研究与设计

上肢康复机器人控制系统研究与设计

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作者：樊金辉西安工业大学

学位级别：硕士

偏瘫造成的上肢运动功能障碍,是脑卒中常见的后遗症。研究表明,大量的重复性康复训练对于上肢偏瘫具有良好的治疗效果。但目前人工辅助的康复训练方法存在着医师与患者数量不匹配,以及训练时无法准确控制患者患肢的关节运动等问题。为... 详细信息

偏瘫造成的上肢运动功能障碍,是脑卒中常见的后遗症。研究表明,大量的重复性康复训练对于上肢偏瘫具有良好的治疗效果。但目前人工辅助的康复训练方法存在着医师与患者数量不匹配,以及训练时无法准确控制患者患肢的关节运动等问题。为满足上肢偏瘫患者的康复训练需求,实现患者患肢关节运动轨迹的准确控制,本文研究设计了上肢康复机器人控制系统。利用上肢康复机器人辅助患者进行康复训练,提高训练效率和治疗效果。首先根据上肢偏瘫患者的康复训练需求,设计了上肢康复机器人控制系统的总体框架。针对现有上肢康复机器人自由度少且体积大等问题,设计了五自由度外骨骼式上肢康复机器人的机械结构,通过多个关节的配合实现人体上肢关节的七种运动形式。为实现机器人关节运动轨迹的准确控制,通过拉格朗日法建立上肢康复机器人的动力学模型,研究了 PD型闭环迭代学习控制算法,结合MATLAB/Simulink仿真分析,结果表明该算法在机器人关节轨迹中具有良好的跟踪效果。以摸头动作为例,通过五次多项式插值法进行上肢康复机器人关节的轨迹规划,验证了规划轨迹的平稳性。其次,以STM32F103ZET6微控制器为核心,进行下位机硬件电路设计。通过下位机软件设计,实现了下位机与上位机通信、机器人电机控制和数据采集的功能。采用QT Designer平台设计了上位机的软件界面,并在Python环境中实现程序功能,通过MySQL数据库管理数据,实现了运动控制指令的发送、训练数据的显示、患者信息与训练数据的增删查改功能。最后对系统功能进行测试,包括串口通信测试、上位机软件测试、机器人单关节与多关节的训练测试。测试结果表明,控制系统各模块功能工作可靠,机器人的单关节训练运行平稳,能够满足患者的康复训练需求。所设计的PD型迭代学习控制器在机器人多关节的训练测试中达到了良好的控制效果,能够为患者提供有效的康复训练。

关键词：上肢康复机器人动力学建模迭代学习控制算法运动控制系统上位机软件

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基于迭代学习控制的划片机高精度运动定位误差补偿

基于迭代学习控制的划片机高精度运动定位误差补偿

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作者：王建新沈阳工业大学

学位级别：硕士

划片机作为电子元器件封装的关键设备,目前的误差补偿方法多采用机理建模的形式,然而在实际运行过程中造成误差的因素有很多,所以对于误差源测量与建模难度很大。划片机运动形式是一种大批量生产重复过程,在运行的过程中产生大量的数据... 详细信息

划片机作为电子元器件封装的关键设备,目前的误差补偿方法多采用机理建模的形式,然而在实际运行过程中造成误差的因素有很多,所以对于误差源测量与建模难度很大。划片机运动形式是一种大批量生产重复过程,在运行的过程中产生大量的数据,而以往的方法都忽略大批量重复运动过程,没有充分的利用这些数据,造成数据的浪费。随着全球智能化、信息化、数据的发展,数据将扮演着更重要的角色,所以有效的利用数据对于提高制造业生产效率成为一种发展趋势。针对划片机划切过程中,由于存在误差因素可能会造成无法到达准确的划切点,影响划切运动的定位精度。然而对于误差补偿建模难、误差源考虑不全等因素,很难建立一个包含所有误差源的模型,基于此,利用数据驱动的思想,通过输入输出数据进行误差补偿。本文在现有数据驱动控制算法的基础上,利用数据驱动中迭代学习控制算法与神经网络结合的形式提出了神经网络迭代学习误差补偿方法。此方法即利用了迭代学习控制算法适用于大批量重复运动过程中在线运行形式,又利用了神经网络适用于处理复杂的非线性系统的能力,具备非线性映射、自适应以及泛化性等功能,可以保证划片机运动控制系统的稳定性与鲁棒性。本文将神经网络迭代学习误差补偿方法应用在划片机运行控制系统中,设计了误差补偿控制器,通过应用此方法将以往产生的数据信息通过控制律应用到当前运动过程中,对当前运动过程进行误差补偿,提高当前划切操作的定位精度。本文利用Matlab对所提方法进行仿真分析,首先对PD型迭代学习误差补偿方法进行仿真分析,效果不理想,然后对无模型自适应迭代学习误差补偿方法进行仿真分析,通过对比可知该方法能够弥补PD型迭代学习误差补偿方法固定的学习律而造成抗干扰性不足以及补偿效果较差的缺点。然而无模型自适应迭代学习误差补偿方法无法保证一直收敛下去,并且重复定位精度还无法满足对于划切精度高的材料。针对以上问题,给出了神经网络迭代学习误差补偿方法,该方法能够保证收敛性,进一步提高重复定位精度。将该方法与前两次方法进行仿真对比分析,验证了该方法的补偿效果更佳。最后将上述方法通过划片机平台进行分析,验证了本文所给方法的可行并且有效。本文所给方法不依赖于传统机理模型,仅利用输入输出数据,计算量简单易于分析,是迭代学习控制算法应用于划片机运动定位误差补偿的一个很好的尝试。

关键词：划片机迭代学习控制算法误差补偿定位精度

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高精度液体灌装动态称重控制系统研究

高精度液体灌装动态称重控制系统研究

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作者：李强四川大学

学位级别：硕士

大部分物料是以袋装、瓶装或者罐装的形式出现,以便于其储存、运输及使用等。因此,灌装机械是自动化灌装生产线上不可或缺的装置。灌装机械,主要是包装机械中的一类产品,其广泛适用于医药、食品、饮料、日化、油脂、农药及其他特殊行业... 详细信息

大部分物料是以袋装、瓶装或者罐装的形式出现,以便于其储存、运输及使用等。因此,灌装机械是自动化灌装生产线上不可或缺的装置。灌装机械,主要是包装机械中的一类产品,其广泛适用于医药、食品、饮料、日化、油脂、农药及其他特殊行业。称重式液体灌装机是灌装机械的一种,如何保证在快速称重的情况下达到所要求的称重精度,已成为国内外学者研究的重点。因此,设计开发一套能够在预定时间内实现高精度称重的液体灌装动态称重控制系统,具有非常重要的意义。针对高精度液体灌装动态称重控制系统所存在的称重精度和称重速度之间相互影响和相互矛盾的问题,本文以称重式液体灌装机为研究对象,主要对自适应噪声抵消称重信号采集与处理和二阶段式灌装控制在线修正2个关键技术进行研究。主要研究内容如下:1)查阅与本课题相关的文献资料和企业调研,对国内外灌装机械、称重信号处理技术以及灌装控制技术的发展概况进行了分析、归纳和总结,为液体灌装动态称重控制系统的研发做好了相关知识储备。2)结合实际工况条件,按照课题灌装技术指标要求对高精度液体灌装动态称重控制系统的需求进行了分析,对所需要研究的内容进行了分析与归纳,并设计出了相应的总体方案。3)自适应噪声抵消称重信号处理技术研究。结合实际工况条件,通过分析噪声产生的主要来源,针对动态称重信号及噪声信号的非平稳性和随机性的特点,提出了一种自适应噪声抵消称重信号处理方法。该方法通过对动态称重信号中噪声信号进行抵消,以此衰减或者抑制称重传感器自身振动、灌装过程中物料下落时冲击力变化以及外界随机干扰等所产生的噪声信号影响。重点介绍了自适应滤波器结构、自适应噪声抵消原理和算法以及参考噪声信号的获取方法,并通过仿真实验比较分析了自适应LMS算法、自适应NLMS算法和自适应RLS算法的去噪性能,最终选择自适应NLMS算法作为本课题动态称重信号的自适应噪声抵消算法,实现了稳定可靠的称重数据采集与处理。4)二阶段式灌装控制在线修正技术研究。结合本课题称重式液体灌装机所选用的双控灌装阀,为了兼顾给料速度和给料精度的要求,对灌装过程中的控制策略进行了分析和研究,提出一种双控灌装阀的启、闭配合来进行二阶段式灌装的控制策略,对动态称重灌装过程的数学模型进行了研究,并通过确定粗细给料最佳切换点实现了给料速度的最大化,以及对现有灌装控制技术的不足进行分析,提出一种基于改进的迭代学习控制算法的关门提前量在线修正方法,以提高给料精度。最后,通过实验表明改进的迭代学习控制算法具有很好的适应性能。5)针对上述关键技术项,通过对高精度液体灌装动态称重控制系统的硬件进行选型与设计,并搭建原型装置对灌装过程中的自适应噪声抵消称重信号采集与处理、二阶段式灌装控制在线修正的效果进行灌装实例验证。结果表明高精度液体灌装动态称重控制系统能够保证在规定时间内的高精度称重,满足在12 s内称量500 g物料且称重精度为1 g以内的效果。

关键词：液体灌装动态称重自适应噪声抵消二阶段式灌装控制迭代学习控制算法

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