基于MPC−FAPID的复杂工业场景轮式巡检机器人轨迹跟踪控制

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作者 杨磊 郝萌 +4 位作者 鲍久圣 王凯 阴妍 戴守晨 张可琨 《工矿自动化》 北大核心 2025年第10期57-68,共12页

目前针对巡检机器人轨迹跟踪控制的研究主要存在以下问题:①在应对非对称负载扰动时,双电动机同步控制精度不足。②单一控制结构难以兼顾预测优化与动态抗扰能力。③在复杂多变路况(道路坡度、路面状态发生较大变化等)下,控制算法的自... 目前针对巡检机器人轨迹跟踪控制的研究主要存在以下问题:①在应对非对称负载扰动时,双电动机同步控制精度不足。②单一控制结构难以兼顾预测优化与动态抗扰能力。③在复杂多变路况(道路坡度、路面状态发生较大变化等)下,控制算法的自适应性与鲁棒性仍有待提升。针对上述问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)与模糊自适应PID(FAPID)算法(即MPC−FAPID)的分层双闭环轨迹跟踪控制方法。基于四轮差速巡检机器人运动学模型,在控制量及控制增量中加入相应的约束,完成了基于MPC的轨迹跟踪控制器设计。针对四轮差速巡检机器人轮速易受干扰导致控制不协调的问题,通过引入FAPID算法,减少四轮差速巡检机器人运动过程中的电动机转速误差,仿真结果表明:FAPID算法能有效降低同步偏差,其精度及鲁棒性均优于PID控制与鲸鱼PID控制算法。针对单层控制结构难以兼顾预测能力和抗干扰性的问题,设计了基于MPC−FAPID的分层双闭环控制器:主环MPC实现轨迹跟踪误差补偿和多约束处理,从环FAPID抑制负载扰动影响。仿真结果表明:在直行上缓坡仿真工况下,MPC−FAPID的调整时间为0.87 s,相比MPC−PID,MPC−鲸鱼PID,能更迅速地调整机器人位姿靠近原始轨迹;在连续转弯仿真工况下,相较于MPC−PID与MPC−鲸鱼PID,MPC−FAPID能更好地捕捉原始轨迹的变化趋势,横向、纵向与航向角的最大误差分别为−0.051 m,0.00047 m,0.0408 rad。实机试验结果表明:相比MPC−PID,MPC−FAPID在多目标点轨迹跟踪实机试验中横向最大误差降低了88.24%,纵向最大误差降低了87.76%。 展开更多

关键词 轮式巡检机器人 轨迹跟踪控制 模型预测控制 模糊自适应PID算法 分层双闭环轨迹跟踪控制

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双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制研究 被引量：2

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作者 刘锋 夏铁牛 李亚卫 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期374-378,共5页

投篮机器人路径图像噪声会影响机器人路径跟踪控制效果,导致投篮机器人偏离正常轨迹,为此提出双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制方法。分析投篮机器人架构,利用OpenMv视觉识别方法采集投篮机器人路径图像,结合小波阈值算法对采集... 投篮机器人路径图像噪声会影响机器人路径跟踪控制效果,导致投篮机器人偏离正常轨迹,为此提出双闭环PID应用下投篮机器人路径跟踪控制方法。分析投篮机器人架构,利用OpenMv视觉识别方法采集投篮机器人路径图像,结合小波阈值算法对采集到的图像实施去噪处理,从而获取清晰的投篮机器人路径图像。根据图像去噪处理结果,将曲线拟合法与特征点检测法相结合,实现投篮机器人路径识别。根据投篮机器人路径识别结果确定路径实际偏移量,结合推动器实现位置、移动速度建立的双闭环PID控制器,从而实现投篮机器人路径跟踪控制。实验结果表明,该方法的投篮机器人路径图像去噪熊效果好、跟踪控制效果好,充分验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 双闭环PID 投篮机器人 跟踪控制 OpenMv视觉识别 小波阈值 推动器

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基于转向响应特性的智能车辆轨迹跟踪双闭环控制 被引量：10

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作者 徐彬 张大鹏 +1 位作者 杨海洋 韩子勇 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期706-712,共7页

智能车辆轨迹跟踪的准确性与鲁棒性是车辆运动控制性能的重要表征,基于路径预瞄信息的跟踪控制研究使车辆性能显著提升.然而,车辆转向系统响应不足给车辆实时准确的基于预瞄信息跟踪参考轨迹带来挑战.针对此问题,实时引入转向系统状态... 智能车辆轨迹跟踪的准确性与鲁棒性是车辆运动控制性能的重要表征,基于路径预瞄信息的跟踪控制研究使车辆性能显著提升.然而,车辆转向系统响应不足给车辆实时准确的基于预瞄信息跟踪参考轨迹带来挑战.针对此问题,实时引入转向系统状态建立双闭环轨迹跟踪控制结构,保证智能车辆轨迹跟踪控制算法对转向系统响应不足的鲁棒性.具体结构外环基于预瞄信息使用模型预测控制求解最优转向角,内环基于转向状态误差使用PID方法设计反馈控制律以补偿转向响应不足.双闭环结构耦合控制输入保证了车辆鲁棒最优跟踪控制.最后通过Carsim与Simulink联合仿真,验证了该双闭环控制结构的有效性. 展开更多

关键词 智能车辆 轨迹跟踪 响应不足 双闭环控制 模型预测控制

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基于双幂次趋近律的单舵轮AGV双闭环轨迹跟踪滑模控制策略 被引量：4

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作者 孔慧芳 赵志慧 房耀 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第8期33-38,共6页

为了实现单舵轮自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)轨迹跟踪的快速稳定响应,设计了一种基于双幂次趋近律的单舵轮AGV双闭环轨迹跟踪滑模控制策略。建立了单舵轮AGV的运动学模型,构建包括外环位置子系统和内环姿态子系统的双闭环... 为了实现单舵轮自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)轨迹跟踪的快速稳定响应,设计了一种基于双幂次趋近律的单舵轮AGV双闭环轨迹跟踪滑模控制策略。建立了单舵轮AGV的运动学模型,构建包括外环位置子系统和内环姿态子系统的双闭环轨迹跟踪控制方案;采用基于双幂次趋近律的滑模变结构控制算法,分别设计了前轮速度和前轮转角控制律,并利用李雅普诺夫稳定性理论分别对所设计的外环位置子系统和内环姿态子系统进行稳定性证明;MATLAB软件仿真结果表明,相较于基于指数趋近律的单舵轮AGV双闭环轨迹跟踪滑模控制器,基于双幂次趋近律的单舵轮AGV双闭环轨迹跟踪滑模控制器在保证单舵轮AGV轨迹跟踪稳定性的同时具有更快的响应速度。 展开更多

关键词 单舵轮自动导引车 轨迹跟踪 双幂次趋近律 双闭环

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基于滑模变结构的轮式机器人双环轨迹跟踪控制 被引量：5

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作者 肖光飞 胡秋霞 +1 位作者 韩磊 赵津 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第4期244-247,共4页

针对轮式机器人轨迹跟踪问题,提出了一种利用滑模变结构算法构建的双环轨迹跟踪控制系统。在基于轮式机器人运动学模型基础上,针对该非线性欠驱动系统采用滑模变结构算法设计了能够保证全局范围内渐近稳定的轨迹跟踪控制器,并构建了双... 针对轮式机器人轨迹跟踪问题,提出了一种利用滑模变结构算法构建的双环轨迹跟踪控制系统。在基于轮式机器人运动学模型基础上,针对该非线性欠驱动系统采用滑模变结构算法设计了能够保证全局范围内渐近稳定的轨迹跟踪控制器,并构建了双环控制系统。通过内环系统控制角速度,实现对方向角的跟踪;外环控制器得到控制角之后实现对速度的控制,使机器人达到期望位姿状态。文中利用Lyapunov稳定性理论对所设计的闭环系统进行了稳定性分析,并通过仿真进一步验证了该控制系统的有效性。 展开更多

关键词 欠驱动 轨迹跟踪 双环控制 非线性系统 滑模变结构

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基于定子磁链轨迹跟踪的优化PWM高性能闭环控制 被引量：3

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作者 宋文祥 姜书豪 +2 位作者 阮智勇 杨影 阮毅 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期128-140,共13页

在低开关频率下采用优化脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)可获得较小的谐波畸变,但将其直接应用于高性能闭环控制系统时会引起PWM波形紊乱和系统过流.给出了一组离线求解得到的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic elimina... 在低开关频率下采用优化脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)可获得较小的谐波畸变,但将其直接应用于高性能闭环控制系统时会引起PWM波形紊乱和系统过流.给出了一组离线求解得到的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic eliminated pulse width modulation,SHEPWM)开关角,分析了将优化PWM应用于高性能闭环控制系统会造成系统过流的原因.深入研究了基于定子磁链轨迹跟踪的优化PWM闭环控制方案,给出了一种结合SHEPWM特点的脉冲实时修正策略,实现了采用优化PWM的磁链轨迹跟踪高性能控制.通过三电平逆变器异步电机驱动系统的仿真实验验证了该策略的有效性.结果表明,驱动系统在200～300 Hz的低开关频率下获得了较小的电流谐波畸变,同时具有快速动态响应能力. 展开更多

关键词 优化PWM 低开关频率 定子磁链轨迹跟踪 高性能闭环控制

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曲面轮廓恒力跟踪的非线性双闭环控制 被引量：5

7

作者 张铁 胡广 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期99-106,共8页

针对机器人在跟踪未知曲面轮廓运动时,由于缺乏位置信息导致的接触力不恒定的问题,提出了非线性双闭环控制方法。该方法中的双闭环包括运动倾角的实时反馈校正器,以及基于非线性PID的法向接触力控制器。非线性PID控制器是由非线性跟踪... 针对机器人在跟踪未知曲面轮廓运动时,由于缺乏位置信息导致的接触力不恒定的问题,提出了非线性双闭环控制方法。该方法中的双闭环包括运动倾角的实时反馈校正器,以及基于非线性PID的法向接触力控制器。非线性PID控制器是由非线性跟踪微分器(TD)和状态误差反馈(SEF)构造的,基于线性PID框架的非线性控制器。首先,根据受力模型得到基于力反馈的运动倾角校正策略;另外,考虑到多维力传感器维间耦合的影响,对Maxwell三维力传感器的解耦矩阵进行了标定;同时,提出了力信号的自适应惯性滤波方法,改善了滤波器的灵敏度和稳定性,综合性能提高了34.42%;最后,实验验证了双闭环控制方法能有效提高力控制精度和稳定性,具有较强的可执行性和适应能力。 展开更多

关键词 工业机器人 力反馈 双闭环控制 轮廓跟踪 力传感器

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基于模型预测和转角补偿的智能汽车换道轨迹跟踪控制算法 被引量：5

8

作者 李胜琴 邢佳祁 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期249-256,共8页

为了提高自动驾驶跟踪过程中路径跟踪的精确性和车辆的操纵稳定性,提出了一种基于模型预测控制原理并结合转角补偿的轨迹跟踪控制方法.将整体控制结构分为上下两层:上层为轨迹跟踪控制层,根据获得的道路信息及车辆行驶状态,利用模型预... 为了提高自动驾驶跟踪过程中路径跟踪的精确性和车辆的操纵稳定性,提出了一种基于模型预测控制原理并结合转角补偿的轨迹跟踪控制方法.将整体控制结构分为上下两层:上层为轨迹跟踪控制层,根据获得的道路信息及车辆行驶状态,利用模型预测控制算法得出车辆的前轮转角控制量;下层采用滑模控制理论设计转角补偿器,以汽车的横摆角速度误差为控制目标,实现精确跟踪.结果表明:与单点预瞄策略相比,模型预测+转角补偿的轨迹跟踪控制策略能更好地控制车辆实现轨迹跟踪,且横摆角速度和质心侧偏角峰值明显降低,稳定性更好. 展开更多

关键词 轨迹跟踪 模型预测控制 转角补偿 分层控制 滑模控制

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机械臂轨迹的分层循环MPC跟踪控制策略 被引量：3

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作者 李丽 孙广俊 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第8期91-96,共6页

为了实现机械臂对给定轨迹的高精度实时跟踪,设计了分层循环MPC控制器。建立了6自由度机械臂的动力学模型和状态空间模型。从分钟级控制器和秒级控制器2个层次设计了控制器,分钟级控制器使用MPC控制实现,用于改善对给定轨迹的跟踪精度;... 为了实现机械臂对给定轨迹的高精度实时跟踪,设计了分层循环MPC控制器。建立了6自由度机械臂的动力学模型和状态空间模型。从分钟级控制器和秒级控制器2个层次设计了控制器,分钟级控制器使用MPC控制实现,用于改善对给定轨迹的跟踪精度;秒级控制器使用PID控制实现,用于改善控制的实时性。将秒级控制器的控制结果反馈给分钟级控制器,分钟级控制器对控制律进行实时优化,实现了分层循环控制。经仿真验证,PID控制下机械臂末端轨迹的SSE为1840.9,分层循环MPC控制下机械臂末端轨迹SSE为1221.3,比PID控制结果减少了33.66%,表明分层循环MPC控制具有更高跟踪精度。使用机械臂实验对控制器的动态性能进行验证,PID控制的调节时间为0.34 s,分层循环MPC控制的调节时间为0.08 s,比单纯PID控制减少了4倍以上。以上数据说明了分层循环MPC控制器具有更优的控制效果。 展开更多

关键词 机械臂 轨迹跟踪 分层循环MPC控制 分钟级控制器 秒级控制器

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基于DGPS与双闭环控制的拖拉机自动导航系统 被引量：40

10

作者 黎永键 赵祚喜 +2 位作者 黄培奎 关伟 吴晓鹏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期11-19,共9页

以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位... 以东方红X-804型拖拉机为平台,设计了一种基于RTK-DGPS定位和双闭环转向控制相结合的自动导航系统,研究提高农业机械导航控制精度的方法。阐述了导航系统整体设计方案,以RTK-DGPS和AHRS500GA分别提供位置信息和辅助修正信息实现准确定位,以电控液压转向系统实现转向控制。分析了整体控制的策略,建立了路径跟踪的传递函数模型,阐述了双闭环转向控制算法的建立过程,以及控制器的硬件实现。试验结果表明:GPS定位数据经过校正后,平均偏差降低至0.031 m;双闭环控制算法提高了自动转向系统性能,稳态时方波信号以及正弦波信号的跟踪误差平均值为0.40°;在拖拉机田间作业跟踪过程中,路径跟踪误差平均值不超过0.019 m,转向轮偏角跟踪误差平均值为0.43°,标准差不超过0.041 m。 展开更多

关键词 拖拉机 自动导航 转向系统 跟踪误差 载波相位差分全球定位系统 双闭环控制

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SMES装置用电压源型变流器双闭环功率控制系统设计 被引量：17

11

作者 辛征 魏莉 施啸寒 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期168-173,193,共7页

基于PI控制器的双闭环功率控制系统简单可靠,但存在理论参数控制效果不理想、参数进一步调整缺乏系统方法的问题。针对该问题,以超导磁储能(SMES)装置中较常采用的电压源型变流器(VSC)为对象,研究其双闭环功率控制系统中PI参数的设置方... 基于PI控制器的双闭环功率控制系统简单可靠,但存在理论参数控制效果不理想、参数进一步调整缺乏系统方法的问题。针对该问题,以超导磁储能(SMES)装置中较常采用的电压源型变流器(VSC)为对象,研究其双闭环功率控制系统中PI参数的设置方法。首先给出SMES系统中VSC数学模型及控制系统结构,并基于二阶最佳整定思想推导各环PI控制器理论参数的计算式;然后以传递函数及根轨迹为工具,分析各环PI控制器参数变化对各环动态特性的影响规律,并据此总结参数调整步骤;最后通过仿真算例验证理论分析的合理性和参数调整步骤的有效性。 展开更多

关键词 超导磁储能 电压源型变流器 双闭环 功率控制 PI参数调整 根轨迹分析

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基于自抗扰控制的新型直线电机轨迹跟踪研究 被引量：3

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作者 施昕昕 黄家才 林健 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第12期119-122,127,共5页

为了研究新型直线电机的轨迹跟踪性能,在推导出的直线电机动态模型的基础上,提出了基于自抗扰控制器的位置单闭环控制系统和电流、速度、位置三闭环控制系统。仿真和实验结果表明,自抗扰控制算法可以有效地抑制系统运行过程中参数的不... 为了研究新型直线电机的轨迹跟踪性能,在推导出的直线电机动态模型的基础上,提出了基于自抗扰控制器的位置单闭环控制系统和电流、速度、位置三闭环控制系统。仿真和实验结果表明,自抗扰控制算法可以有效地抑制系统运行过程中参数的不确定性以及摩擦等外部扰动的影响,从而保证跟踪精度。同时,三闭环控制系统可以获得比单闭环控制系统更快的响应速度和更高的跟踪精度。 展开更多

关键词 直线电机 轨迹跟踪 自抗扰控制 闭环控制系统

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基于模糊自适应不确定性机械臂的轨迹跟踪控制 被引量：20

13

作者 杜慧秋 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期238-242,共5页

针对一类不确定性机械臂的轨迹跟踪问题,提出了一种计算力矩加模糊补偿器的控制方案,计算力矩用来控制系统的标称部分,模糊补偿器用来控制系统的不确定部分,模糊补偿器的参数基于Lynapunov稳定性理论自适应调节,整个控制器保证了闭环系... 针对一类不确定性机械臂的轨迹跟踪问题,提出了一种计算力矩加模糊补偿器的控制方案,计算力矩用来控制系统的标称部分,模糊补偿器用来控制系统的不确定部分,模糊补偿器的参数基于Lynapunov稳定性理论自适应调节,整个控制器保证了闭环系统的渐近稳定。在二自由度机械臂上的仿真验证了本文算法的有效性。 展开更多

关键词 不确定性 轨迹跟踪控制 机械臂 模糊自适应 计算力矩 控制系统 自适应调节 稳定性理论 补偿器 跟踪问题 控制方案 渐近稳定 闭环系统 仿真验证 二自由度 控制器 算法

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爬壁机器人固定/有限时间滑模轨迹跟踪控制研究 被引量：4

14

作者 赖欣 李嘉禾 +2 位作者 彭天宇 张晨蕾 王森 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第7期1085-1094,共10页

针对轮式爬壁机器人轨迹跟踪精度问题,本文提出一种利用固定/有限滑模变结构算法构建的双闭环轨迹跟踪控制系统。双闭环分别采用外环位置控制器输出期望线速度和内环姿态控制器输出期望角速度,根据爬壁机器人运动学方程和运动学误差方... 针对轮式爬壁机器人轨迹跟踪精度问题,本文提出一种利用固定/有限滑模变结构算法构建的双闭环轨迹跟踪控制系统。双闭环分别采用外环位置控制器输出期望线速度和内环姿态控制器输出期望角速度,根据爬壁机器人运动学方程和运动学误差方程分别设计了固定时间滑模和有限时间滑模控制来实现爬壁机器人跟踪轨迹,完成了直线、正弦、圆轨迹跟踪仿真测试。仿真结果表明固定/有限滑模在跟踪精度、收敛速度和收敛时间上优于普通滑模控制,提高了爬壁机器人的跟踪性能。 展开更多

关键词 爬壁机器人 双闭环控制 轨迹跟踪 固定时间滑模控制 有限时间滑模控制

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井下闭环导向钻井工具双环积分滑模控制研究 被引量：5

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作者 张光伟 高雪 甘东融 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期69-73,80,共6页

带有双偏心环偏置机构的旋转导向钻井工具在导向钻进时,由于旋转外套传递的钻压以及复杂的井下工况等不确定性及非线性因素,造成钻井工具的轨迹精确度难以控制,为此,提出了一种轨迹跟踪控制理论--双环积分滑模控制。首先,对一种旋转导... 带有双偏心环偏置机构的旋转导向钻井工具在导向钻进时,由于旋转外套传递的钻压以及复杂的井下工况等不确定性及非线性因素,造成钻井工具的轨迹精确度难以控制,为此,提出了一种轨迹跟踪控制理论--双环积分滑模控制。首先,对一种旋转导向钻井工具中的双偏心环偏置机构进行模型简化,将其简化为二自由度的连杆机构;其次,对机构模型进行分析,构建其运动学方程和动力学模型;然后,设计了双环积分滑模控制器,并用Lyapunov函数证明了所设计的控制系统的稳定性;最后,利用MATLAB软件进行仿真分析,证实了该控制方法有较好的抗干扰能力和控制精度。 展开更多

关键词 旋转导向钻井工具 动力学模型 轨迹跟踪 双偏心环 双环积分滑模控制

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一种索支撑柔性结构轨迹跟踪控制方法

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作者 訾斌 段宝岩 仇原鹰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期50-55,共6页

大型射电望远镜馈源支撑结构采用六根柔索驱动馈源舱完成大范围高精度扫描跟踪的创新设计方案。针对该柔性结构非线性、大滞后、多变量耦合的特点,提出了一种双模糊控制和干扰观测器相结合的控制算法来实现馈源轨迹跟踪策略。这种新方... 大型射电望远镜馈源支撑结构采用六根柔索驱动馈源舱完成大范围高精度扫描跟踪的创新设计方案。针对该柔性结构非线性、大滞后、多变量耦合的特点,提出了一种双模糊控制和干扰观测器相结合的控制算法来实现馈源轨迹跟踪策略。这种新方法通过构造干扰观测器来观测柔性结构的各种干扰,并根据观测到的干扰信息进行补偿以抑制干扰对系统的影响;同时引入带有比例积分校正环节的双模糊控制器来实现馈源舱轨迹跟踪,通过调整因子来优化控制规则。仿真结果表明,该控制算法不仅能满足对轨迹跟踪精度要求,而且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 舱索柔性结构 干扰观测器 双模糊控制 轨迹跟踪

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混动履带式无人平台轨迹跟踪控制研究 被引量：3

17

作者 张彬 邹渊 +3 位作者 张旭东 孙逢春 吴喆 孟逸豪 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期579-587,共9页

为了提高履带式无人平台的轨迹跟踪性能,提出了一种考虑纵向速度规划的分层轨迹跟踪算法并进行了联合仿真验证和实车验证。在建立了包含履带的滑移滑转率和质心侧偏角的车辆运动微分方程的基础上,完成分层轨迹跟踪算法框架的构建。上层... 为了提高履带式无人平台的轨迹跟踪性能,提出了一种考虑纵向速度规划的分层轨迹跟踪算法并进行了联合仿真验证和实车验证。在建立了包含履带的滑移滑转率和质心侧偏角的车辆运动微分方程的基础上,完成分层轨迹跟踪算法框架的构建。上层基于伪谱法的速度规划算法根据路面信息进行纵向速度规划,并将规划的速度作为目标车速下发给下层基于线性时变模型预测控制(LTV-MPC)的轨迹跟踪算法。基于LTV-MPC的算法通过建立预测模型和约束条件,二次规划求解出两侧电机的目标转速。通过Matlab/Simulink和RecurDyn的联合仿真以及实车验证了所提出的算法在不同地面条件下具有良好的轨迹效果。 展开更多

关键词 履带式无人平台 分层轨迹跟踪算法 纵向速度规划 滑移滑转率 线性时变模型预测控制

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双舵轮自动导引车轨迹追踪控制算法 被引量：10

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作者 齐嘉晖 吴耀华 汪威 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第20期8252-8260,共9页

为提高双舵轮自动导引车(automated guided vehicle, AGV)轨迹跟踪控制性能,设计了基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器。以双舵轮自动导引车为研究对象,首先建立自动导引车运动学模型,求得车体转弯半径,并重点分析双舵轮自动导引车转向优... 为提高双舵轮自动导引车(automated guided vehicle, AGV)轨迹跟踪控制性能,设计了基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器。以双舵轮自动导引车为研究对象,首先建立自动导引车运动学模型,求得车体转弯半径,并重点分析双舵轮自动导引车转向优势;然后,对双舵轮导引车建立了基于模型预测控制的轨迹跟踪模型,并考虑车体运动性能指标及各类约束,最后通过仿真实验验证了模型预测控制算法用于双舵轮自动导引车的可行性,且分析了控制时域权重和预测时域长度两项模型参数对系统性能的影响;与基于比例-积分-微分轨迹跟踪控制器的自动导引车进行轨迹跟踪对比仿真实验。最终实验表明,采用该模型预测控制器可以满足各类约束条件,高效精准完成对连续大曲率目标路径的有效跟踪,同时具有较高的实时性和鲁棒性。 展开更多

关键词 自动导引车 双舵轮 轨迹跟踪 模型预测控制

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基于偏差的纯追踪双舵轮停车AGV全向运动轨迹跟踪 被引量：1

19

作者 夏韵凯 张征 +3 位作者 蔡颖杰 戚鸿斌 姚富林 周圣云 《高技术通讯》 CAS 2021年第12期1303-1311,共9页

提出了一种基于偏差的纯追踪双舵轮停车自动导引车(AGV)的全向运动轨迹跟踪算法。本文对全向双舵轮停车AGV进行了运动模型建模,设计了适合双舵轮全向驱动的运动控制方式。根据双舵轮停车AGV常规曲线运动与横移曲线运动的特点,提出了基... 提出了一种基于偏差的纯追踪双舵轮停车自动导引车(AGV)的全向运动轨迹跟踪算法。本文对全向双舵轮停车AGV进行了运动模型建模,设计了适合双舵轮全向驱动的运动控制方式。根据双舵轮停车AGV常规曲线运动与横移曲线运动的特点,提出了基于距离与角度偏差的纯追踪双舵轮停车机器人的全向运动轨迹跟踪。本文使用了Python对双舵轮停车机器人的运动控制与轨迹跟踪进行了数学建模并仿真,验证了设计方法的可行性。通过实验验证了基于偏差的纯追踪与纯追踪算法的控制比较,实验结果表明所提出的双舵轮全向轨迹跟踪具有良好的控制性能。 展开更多

关键词 双舵轮停车自动导引车(AGV) 轨迹跟踪 纯追踪 运动控制

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基于预测型间接迭代学习的SCARA机器人轨迹跟踪控制 被引量：8

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作者 严浩 白瑞林 朱朔 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期296-301,309,共7页

SCARA机器人是一个强耦合、多输入多输出的非线性系统,运行时较易受外界干扰的影响,而且传统比例-积分-微分(PID)反馈控制器的轨迹跟踪精度较低。针对上述问题,设计具有前馈作用的预测型迭代学习控制器(A-ILC)。利用运行批次在采样时刻t... SCARA机器人是一个强耦合、多输入多输出的非线性系统,运行时较易受外界干扰的影响,而且传统比例-积分-微分(PID)反馈控制器的轨迹跟踪精度较低。针对上述问题,设计具有前馈作用的预测型迭代学习控制器(A-ILC)。利用运行批次在采样时刻t+Δ处的误差输出信息,优化调整下次运行在采样时刻t处双闭环PID反馈控制器的角度。仿真结果表明,与仅采用双闭环PID反馈控制器相比,采用所设计的控制器能明显减小机器人末端的轨迹跟踪误差。 展开更多

关键词 机器人 双闭环 反馈控制器 迭代学习 轨迹跟踪

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