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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
1
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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面向人机物理交互的谐波传动式模块化机器人系统分散积分滑模控制 被引量：3
2
作者 董博 王悦西 +2 位作者 安天骄 刘富 李元春 《长春工业大学学报》 CAS 2022年第4期392-403,共12页
针对面向人机物理交互任务的谐波传动式模块化机器人系统,提出一种分散积分滑模控制方法。与传统采用既定期望轨迹的方法不同,文中仅利用各机器人关节的位置测量信息,实现了基于主动运动意图辨识的分散积分滑模控制。基于谐波传动柔度模... 针对面向人机物理交互任务的谐波传动式模块化机器人系统,提出一种分散积分滑模控制方法。与传统采用既定期望轨迹的方法不同,文中仅利用各机器人关节的位置测量信息,实现了基于主动运动意图辨识的分散积分滑模控制。基于谐波传动柔度模型,揭示了一种人机物理交互人员主动运动意图辨识策略,在此基础上,研究了面向人机物理交互的谐波传动式模块化机器人系统分散积分滑模控制方法,实现高性能的运动意图轨迹跟踪控制。利用李雅普诺夫理论证明了闭环机器人系统的渐近稳定性,实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 自动控制技术 模块化机器人 人机物理交互 主动运动意图辨识 分散积分滑模控制
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轮式机器人双环轨迹物联网安全传感控制技术 被引量：1
3
作者 蔡娜 刘磊 《电子设计工程》 2023年第18期51-54,共4页
针对轮式机器人控制过程中显著非线性、非完整约束动力学问题,结合物联网传感技术、双环积分滑模控制技术,提出一种轮式机器人运动轨迹的自动控制方法。采用感知层、网络层、应用层架构物联网,添加安全传感节点。利用最小二乘估计法处... 针对轮式机器人控制过程中显著非线性、非完整约束动力学问题,结合物联网传感技术、双环积分滑模控制技术,提出一种轮式机器人运动轨迹的自动控制方法。采用感知层、网络层、应用层架构物联网,添加安全传感节点。利用最小二乘估计法处理传感节点信号,根据各基站与待定位节点间的信号到达时间差,获取机器人位置。针对轮式机器人的非完整约束动力学模型,利用双环积分滑模控制技术,结合内外环控制律,构建基于积分滑模面的内外环控制模型,实现轮式机器人轨迹安全传感自动控制。实验结果表明,所提技术的控制轨迹与期望轨迹拟合情况良好,可以达成预期控制目标。 展开更多
关键词 轮式机器人 运动轨迹 物联网传感技术 双环积分滑模控制技术 机器人动力学
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图像处理技术在船舶智能控制器中的应用 被引量：1
4
作者 田景娜 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第13期158-161,共4页
为了提高船舶的自主控制能力和运行效率,研究图像处理技术在船舶智能控制器中的应用。利用摄像机采集船舶图像,获取持续更新的船舶序列图像。采用大津法确定船舶目标提取阈值,利用背景差分法提取船舶图像目标。从船舶图像目标中,提取船... 为了提高船舶的自主控制能力和运行效率,研究图像处理技术在船舶智能控制器中的应用。利用摄像机采集船舶图像,获取持续更新的船舶序列图像。采用大津法确定船舶目标提取阈值,利用背景差分法提取船舶图像目标。从船舶图像目标中,提取船舶位置、船舶尺寸、船舶航向角、船舶航行速度,作为船舶智能控制的运动态势参数。利用船舶运动态势参数中的位置矢量与速度矢量,构建船舶的动力学模型、船舶的积分滑模控制面,设计船舶智能控制器,实现船舶航行的智能控制。实验结果表明,采用该方法控制船舶,船舶的实际舵角与期望舵角相差较小,可有效提升船舶的自主控制能力。 展开更多
关键词 图像处理技术 智能控制器 背景差分法 积分滑模控制
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基于分数阶神经滑模的某顶置火炮调炮控制 被引量：14
5
作者 高强 侯润民 +2 位作者 杨国来 毛斌 侯远龙 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1311-1317,共7页
针对某顶置火炮高低向调炮控制系统存在的强非线性特征,提出了一种分数阶神经网络滑模控制(FNSMC)策略。引入分数阶微积分(FOC),设计了分数阶PID型滑模面,获得了用于火炮控制的具有分数阶动力学特征的等效控制量。采用饱和函数作为切换... 针对某顶置火炮高低向调炮控制系统存在的强非线性特征,提出了一种分数阶神经网络滑模控制(FNSMC)策略。引入分数阶微积分(FOC),设计了分数阶PID型滑模面,获得了用于火炮控制的具有分数阶动力学特征的等效控制量。采用饱和函数作为切换函数,基于RBF神经网络对其切换增益进行在线动态调节,以获得动态最优性能。通过数值仿真分析比较了引入FOC后滑模控制系统的动静态特性,结果表明:分数阶滑模控制(FSMC)系统能够更为快速平滑的趋近稳态,这将有效抑制抖振现象,减小控制系统响应时间。半实物仿真试验结果表明:所提出的FNSMC策略明显优于传统整数阶神经网络滑模控制(CNSMC),具有更强的鲁棒性及更高的控制精度,可以很好实现预期的快速、平稳和高精度调炮。 展开更多
关键词 自动控制技术 炮控系统 滑模控制 分数阶微积分 RBF神经网络
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陀螺稳定平台自适应分层滑模速度控制 被引量：10
6
作者 杨蒲 李奇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期864-869,共6页
为了消除高精度陀螺稳定平台系统中的非线性因素对系统控制的影响,设计了一种自适应分层滑模速度控制器。结合某小型电视跟踪导引头中的陀螺稳定平台实际系统,首先,介绍了稳定平台系统的控制结构,具体分析了陀螺速度闭环的工作原理,以... 为了消除高精度陀螺稳定平台系统中的非线性因素对系统控制的影响,设计了一种自适应分层滑模速度控制器。结合某小型电视跟踪导引头中的陀螺稳定平台实际系统,首先,介绍了稳定平台系统的控制结构,具体分析了陀螺速度闭环的工作原理,以及系统中影响速度控制性能的主要非线性因素。其次,针对系统特点,结合滑模控制强鲁棒性的优点,在速度闭环中设计了分层滑模控制。在边界层内,采用了积分增益型滑模控制。在边界层外,采用了带有灰色预测控制项的滑模控制。针对滑模控制中扰动量无法准确确定的问题,设计了自适应调整方法实时估计扰动量的大小。最后,利用Lyapunov方法证明了该方法的稳定性。在导引头稳定平台上实验表明,同PID控制相比,该滑模速度控制器能够有效消除系统非线性因素的影响,改善了闭环速度控制的性能,提高了稳定精度。同时,与比例滑模控制相比,该方法有效减弱了抖振现象。 展开更多
关键词 自动控制技术 陀螺稳定平台 滑模控制 自适应控制 灰色预测 积分增益
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机动目标拦截含攻击角约束的新型滑模制导律 被引量：14
7
作者 张尧 郭杰 +2 位作者 唐胜景 商巍 张浩强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1443-1457,共15页
针对导弹带有攻击角约束的机动目标拦截问题,结合积分滑模和全局滑模控制方法的优点,设计了一种全新的导弹滑模制导律(SMGL)。在纵向平面内建立考虑攻击角约束的弹目相对运动方程。采用一种新的非线性饱和函数来构造积分滑模面中的积分... 针对导弹带有攻击角约束的机动目标拦截问题,结合积分滑模和全局滑模控制方法的优点,设计了一种全新的导弹滑模制导律(SMGL)。在纵向平面内建立考虑攻击角约束的弹目相对运动方程。采用一种新的非线性饱和函数来构造积分滑模面中的积分项,提出了一种新型的非线性全局积分滑模控制方法,解决了传统积分滑模控制中系统暂态性能恶化的问题,降低了系统的稳态误差,保证导弹在有限时间内以更理想的攻击角命中目标,同时使导弹在整个拦截过程中具有很强的鲁棒性。采用动态面控制方法设计了考虑攻击角约束和自动驾驶仪动态特性的导弹全局非线性积分SMGL,基于Lyapunov稳定性准则证明了闭环系统所有状态最终一致有界。与传统线性积分SMGL和偏置比例导引律进行仿真对比,仿真结果验证了全局非线性积分SMGL的有效性和优越性。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 制导律 全局非线性积分滑模 动态面控制 攻击角约束
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链式回转弹仓的自适应鲁棒控制 被引量：11
8
作者 邹权 钱林方 +2 位作者 徐亚栋 蒋清山 刘艳辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1922-1927,共6页
针对链式回转弹仓的精确定位控制问题,提出了一种带有积分型滑模面的自适应鲁棒控制算法。在常规自适应鲁棒控制的基础上引入积分型滑模面,减小了稳态位置误差;采用非线性鲁棒反馈增益代替常规的定常鲁棒反馈增益,改善了系统的动态性能... 针对链式回转弹仓的精确定位控制问题,提出了一种带有积分型滑模面的自适应鲁棒控制算法。在常规自适应鲁棒控制的基础上引入积分型滑模面,减小了稳态位置误差;采用非线性鲁棒反馈增益代替常规的定常鲁棒反馈增益,改善了系统的动态性能;理论上证明了文中提出的控制算法具有更好的动态性能以及稳态性能。空载、半载和满载3种情况下的仿真结果表明,文中提出的控制算法对系统参数变化和外部扰动不敏感,与常规自适应鲁棒控制相比,具有更高的控制精度以及更好的控制性能。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 弹药自动装填系统 链式回转弹仓 自适应鲁棒控制 非线性摩擦补偿 积分型滑模面
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考虑自动驾驶仪动态特性和攻击角约束的鲁棒末制导律 被引量：10
9
作者 杨靖 王旭刚 +1 位作者 王中原 常思江 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期900-909,共10页
针对制导弹箭打击机动目标时带攻击角约束的末制导问题,考虑自动驾驶仪动态特性以及目标机动不确定性对制导过程的影响,结合积分滑模与动态面控制方法,设计了一种新型鲁棒末制导律。自动驾驶仪的动态特性以含扰动的2阶动力学模型来表征... 针对制导弹箭打击机动目标时带攻击角约束的末制导问题,考虑自动驾驶仪动态特性以及目标机动不确定性对制导过程的影响,结合积分滑模与动态面控制方法,设计了一种新型鲁棒末制导律。自动驾驶仪的动态特性以含扰动的2阶动力学模型来表征,目标机动引起的模型不确定性以光滑非线性扰动观测器来估计。滑模面取视线角速率与视线角偏差的组合形式,且引入剩余飞行时间,以使制导弹箭在整个末制导过程中过载性能良好。依据李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统中视线角速率与视线角偏差均最终一致有界任意小。通过数值仿真与弹道成型制导律及非奇异滑模制导律进行了对比,验证了该末制导律的有效性与优越性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 末制导律 攻击角约束 积分滑模 动态面控制 扰动观测器
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