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基于全状态反馈控制的农机自动驾驶曲线路径跟踪方法
1
作者
何杰
刘善琪
+4 位作者
满忠贤
岳孟东
王靖霆
汪沛
胡炼
《农业机械学报》
北大核心
2025年第2期145-154,共10页
不规则农田中,沿曲线路径作业可有效提高无人化农机作业适用性。针对当前无人化作业曲边农田作业覆盖率低的问题,本文提出一种基于全状态反馈控制的曲线路径跟踪控制方法。构建一个以横向偏差、航向偏差和航向增量作为状态向量的三阶全...
不规则农田中,沿曲线路径作业可有效提高无人化农机作业适用性。针对当前无人化作业曲边农田作业覆盖率低的问题,本文提出一种基于全状态反馈控制的曲线路径跟踪控制方法。构建一个以横向偏差、航向偏差和航向增量作为状态向量的三阶全状态反馈控制器。将系统线性化并转换为空间矩阵形式,在满足系统稳定性约束的条件下求解增益矩阵,从而获取前轮转角。基于Matlab/Simulink仿真环境对控制器性能进行验证,结果表明,补偿后平均绝对误差相较于补偿前算法降低31%,最大绝对误差降低17.9%。为验证本文所提方法,设计了3组田间试验。变曲率路径试验结果表明,当农机作业速度为0.7 m/s时,横向偏差最大值为0.0705 m,绝对误差为0.0218 m,标准差为0.0234 m,航向偏差最大值为12.25°,绝对误差为1.37°,标准差为1.68°;定曲率路径试验结果表明,横向偏差最大值为0.1034 m,绝对误差为0.0424 m,标准差为0.0477 m,航向偏差最大值为8.9°,绝对误差为1.86°,标准差为2.45°;沿曲边田埂跟踪试验结果表明,横向偏差最大值为0.0597 m,绝对误差为0.0123 m,标准差为0.0158 m,航向偏差最大值为7.01°,绝对误差为1.85°,标准差为2.49°。跟踪精度均能满足作业需求,研究结果为无人农机进行复杂多变的曲边作业提供了理论和技术支撑。
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关键词
农业机械
自动驾驶
路径跟踪
曲线导航
全状态反馈控制
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职称材料
基于反步控制的被动力伺服系统全状态反馈控制
被引量:
4
2
作者
张彪
赵克定
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第1期82-86,共5页
针对被动力伺服系统的多余力矩问题,提出一种基于反步控制的全状态反馈控制方法,并利用Lyapunov函数的稳定性定理保证了设计控制器的稳定性.与以往解决加载多余力矩时不同,该控制器不仅使用加载系统各状态量,而且使用了承载系统的各状态...
针对被动力伺服系统的多余力矩问题,提出一种基于反步控制的全状态反馈控制方法,并利用Lyapunov函数的稳定性定理保证了设计控制器的稳定性.与以往解决加载多余力矩时不同,该控制器不仅使用加载系统各状态量,而且使用了承载系统的各状态量,在建立系统非线性模型的基础上,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,进而一步步反向推导出含有加载系统和承载系统各个状态量的非线性控制器.因此,该控制器能够更加准确地抑制多余力矩,仿真结果也证明了该控制器的有效性.
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关键词
全状态反馈控制
多余力矩
反步
控制
被动力伺服系统
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职称材料
带有补偿器的高层建筑结构滑模控制
被引量:
1
3
作者
盛严
王超
潘颖
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2003年第3期38-42,共5页
针对高层建筑结构无法进行全状态反馈控制的问题。本文应用了带有补偿器的滑模控制(SlidingModeControlwithCompensator ,即SMC&C)方法。该方法有以下优点 :一是可以方便地均衡控制力与控制效果 ,二是更易于设计有限状态反馈的控制...
针对高层建筑结构无法进行全状态反馈控制的问题。本文应用了带有补偿器的滑模控制(SlidingModeControlwithCompensator ,即SMC&C)方法。该方法有以下优点 :一是可以方便地均衡控制力与控制效果 ,二是更易于设计有限状态反馈的控制律。为了得到更好的控制效果 ,设计控制律时 ,采用了指数趋近律方法。数值算例验证了本文方法的有效性。
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关键词
补偿器
高层建筑
建筑结构
滑模
控制
全状态反馈控制
有限输出
反馈
指数趋近律
地震响应
控制
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职称材料
双惯量谐振系统控制算法研究
被引量:
2
4
作者
潘珩
《控制工程》
CSCD
北大核心
2019年第10期1857-1862,共6页
双惯量谐振系统易产生低频机械谐振现象,针对此问题设计了带有前馈+反馈控制的双自由度速度控制器和全状态反馈控制器。结合电机和负载的动力学方程建立双惯量谐振系统数学模型,基于此模型设计双自由度及状态反馈控制器,考虑控制系统的...
双惯量谐振系统易产生低频机械谐振现象,针对此问题设计了带有前馈+反馈控制的双自由度速度控制器和全状态反馈控制器。结合电机和负载的动力学方程建立双惯量谐振系统数学模型,基于此模型设计双自由度及状态反馈控制器,考虑控制系统的参考输入跟踪能力以及抗扰动力矩能力,采用不同的极点配置策略对控制系统的增益进行求取。对比仿真试验结果验证了本文该速度控制算法的可行性和有效性。
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关键词
双惯量谐振系统
双自由度
控制
全状态反馈控制
极点配置
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职称材料
Multiple Balance Strategies for Humanoid Standing Control
被引量:
2
5
作者
XING Deng-Peng LIU Xu
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期228-233,共6页
完整状态的反馈参量的控制器为响应冲动、经常的推承受类人动物机器人的平衡被建议。多重机器人模型被用来处于人的站的平衡接近多重策略。为每个模型,我们设计对每个州的变量起作用的一个参量的控制器并且为不同的推尺寸,方向,和地...
完整状态的反馈参量的控制器为响应冲动、经常的推承受类人动物机器人的平衡被建议。多重机器人模型被用来处于人的站的平衡接近多重策略。为每个模型,我们设计对每个州的变量起作用的一个参量的控制器并且为不同的推尺寸,方向,和地点优化控制器参数。每个控制器的表演响应不同的外部推被显示出。由比较在每策略处理骚乱的能力,到承受平衡的每个关节的贡献也被探索。
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关键词
全状态反馈控制
器
人形机器人
控制
器
变量
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职称材料
题名
基于全状态反馈控制的农机自动驾驶曲线路径跟踪方法
1
作者
何杰
刘善琪
满忠贤
岳孟东
王靖霆
汪沛
胡炼
机构
华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室
农业装备技术全国重点实验室
出处
《农业机械学报》
北大核心
2025年第2期145-154,共10页
基金
井冈山农高区省级科技专项“揭榜挂帅”项目(20222-051252)
广东省科技计划项目(2023B0202010023)。
文摘
不规则农田中,沿曲线路径作业可有效提高无人化农机作业适用性。针对当前无人化作业曲边农田作业覆盖率低的问题,本文提出一种基于全状态反馈控制的曲线路径跟踪控制方法。构建一个以横向偏差、航向偏差和航向增量作为状态向量的三阶全状态反馈控制器。将系统线性化并转换为空间矩阵形式,在满足系统稳定性约束的条件下求解增益矩阵,从而获取前轮转角。基于Matlab/Simulink仿真环境对控制器性能进行验证,结果表明,补偿后平均绝对误差相较于补偿前算法降低31%,最大绝对误差降低17.9%。为验证本文所提方法,设计了3组田间试验。变曲率路径试验结果表明,当农机作业速度为0.7 m/s时,横向偏差最大值为0.0705 m,绝对误差为0.0218 m,标准差为0.0234 m,航向偏差最大值为12.25°,绝对误差为1.37°,标准差为1.68°;定曲率路径试验结果表明,横向偏差最大值为0.1034 m,绝对误差为0.0424 m,标准差为0.0477 m,航向偏差最大值为8.9°,绝对误差为1.86°,标准差为2.45°;沿曲边田埂跟踪试验结果表明,横向偏差最大值为0.0597 m,绝对误差为0.0123 m,标准差为0.0158 m,航向偏差最大值为7.01°,绝对误差为1.85°,标准差为2.49°。跟踪精度均能满足作业需求,研究结果为无人农机进行复杂多变的曲边作业提供了理论和技术支撑。
关键词
农业机械
自动驾驶
路径跟踪
曲线导航
全状态反馈控制
Keywords
agricultural machinery
autopilot
path tracking
curve navigation
full-state feedback control state feedback
分类号
S220 [农业科学—农业机械化工程]
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
基于反步控制的被动力伺服系统全状态反馈控制
被引量:
4
2
作者
张彪
赵克定
机构
哈尔滨工业大学机电工程学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第1期82-86,共5页
基金
国防科技预研重点资助项目(441/A966000-09)
文摘
针对被动力伺服系统的多余力矩问题,提出一种基于反步控制的全状态反馈控制方法,并利用Lyapunov函数的稳定性定理保证了设计控制器的稳定性.与以往解决加载多余力矩时不同,该控制器不仅使用加载系统各状态量,而且使用了承载系统的各状态量,在建立系统非线性模型的基础上,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,进而一步步反向推导出含有加载系统和承载系统各个状态量的非线性控制器.因此,该控制器能够更加准确地抑制多余力矩,仿真结果也证明了该控制器的有效性.
关键词
全状态反馈控制
多余力矩
反步
控制
被动力伺服系统
Keywords
total state feedback control
extra torque
backstepping control
passive force controlsystem
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
带有补偿器的高层建筑结构滑模控制
被引量:
1
3
作者
盛严
王超
潘颖
机构
西安交通大学
出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2003年第3期38-42,共5页
文摘
针对高层建筑结构无法进行全状态反馈控制的问题。本文应用了带有补偿器的滑模控制(SlidingModeControlwithCompensator ,即SMC&C)方法。该方法有以下优点 :一是可以方便地均衡控制力与控制效果 ,二是更易于设计有限状态反馈的控制律。为了得到更好的控制效果 ,设计控制律时 ,采用了指数趋近律方法。数值算例验证了本文方法的有效性。
关键词
补偿器
高层建筑
建筑结构
滑模
控制
全状态反馈控制
有限输出
反馈
指数趋近律
地震响应
控制
Keywords
sliding mode control, compensator, static output feedback, approach law method, seismic response control.
分类号
TU973.2 [建筑科学—结构工程]
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
双惯量谐振系统控制算法研究
被引量:
2
4
作者
潘珩
机构
无锡商业职业技术学院
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2019年第10期1857-1862,共6页
文摘
双惯量谐振系统易产生低频机械谐振现象,针对此问题设计了带有前馈+反馈控制的双自由度速度控制器和全状态反馈控制器。结合电机和负载的动力学方程建立双惯量谐振系统数学模型,基于此模型设计双自由度及状态反馈控制器,考虑控制系统的参考输入跟踪能力以及抗扰动力矩能力,采用不同的极点配置策略对控制系统的增益进行求取。对比仿真试验结果验证了本文该速度控制算法的可行性和有效性。
关键词
双惯量谐振系统
双自由度
控制
全状态反馈控制
极点配置
Keywords
Two-inertia resonance system
two degree of freedom control
full state feedback control
pole assignment
分类号
TM921 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
Multiple Balance Strategies for Humanoid Standing Control
被引量:
2
5
作者
XING Deng-Peng LIU Xu
机构
Shanghai Chest Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University
出处
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期228-233,共6页
文摘
完整状态的反馈参量的控制器为响应冲动、经常的推承受类人动物机器人的平衡被建议。多重机器人模型被用来处于人的站的平衡接近多重策略。为每个模型,我们设计对每个州的变量起作用的一个参量的控制器并且为不同的推尺寸,方向,和地点优化控制器参数。每个控制器的表演响应不同的外部推被显示出。由比较在每策略处理骚乱的能力,到承受平衡的每个关节的贡献也被探索。
关键词
全状态反馈控制
器
人形机器人
控制
器
变量
Keywords
Parametric controller, optimization, multiple balance strategy, humanoid robot, impulsive and constant push
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于全状态反馈控制的农机自动驾驶曲线路径跟踪方法
何杰
刘善琪
满忠贤
岳孟东
王靖霆
汪沛
胡炼
《农业机械学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于反步控制的被动力伺服系统全状态反馈控制
张彪
赵克定
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
带有补偿器的高层建筑结构滑模控制
盛严
王超
潘颖
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2003
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
双惯量谐振系统控制算法研究
潘珩
《控制工程》
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
Multiple Balance Strategies for Humanoid Standing Control
XING Deng-Peng LIU Xu
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2011
2
在线阅读
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职称材料
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