基于障碍李雅普诺夫函数非线性系统的死区补偿控制 被引量：4

1

作者 刘磊 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第6期681-686,779,共7页

本文集中在带有部分状态约束的非线性单输入单输出系统的自适应控制器设计上.考虑了非对称死区的非线性输入特性,选取障碍李雅普诺夫函数用来阻止部分受约束的状态违反约束条件.根据障碍李雅普诺夫函数反步法,解决了该类系统的输出跟踪... 本文集中在带有部分状态约束的非线性单输入单输出系统的自适应控制器设计上.考虑了非对称死区的非线性输入特性,选取障碍李雅普诺夫函数用来阻止部分受约束的状态违反约束条件.根据障碍李雅普诺夫函数反步法,解决了该类系统的输出跟踪问题,同时也处理了死区非线性带来的影响.针对下三角结构的非线性系统,设计了自适应控制器,证明了闭环系统所有信号都是有界的,同时保证了系统输出可以跟踪上参考信号.最后,仿真结果表明了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 约束控制 障碍李雅普诺夫函数 死区非线性输入 反步法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于对数型障碍Lyapunov函数的俯仰驾驶仪设计

2

作者 王伟 杨婧 +2 位作者 林时尧 王宏 王少龙 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第2期106-113,共8页

相控阵雷达制导拦截弹在拦截高速大机动目标时,弹体气动参数剧烈非线性变化影响控制系统对大攻角的响应效果,应设计考虑攻角指令跟踪误差约束的鲁棒自动驾驶仪控制律。基于双幂次趋近律和对数型障碍李雅普诺夫函数设计了鲁棒非线性自动... 相控阵雷达制导拦截弹在拦截高速大机动目标时,弹体气动参数剧烈非线性变化影响控制系统对大攻角的响应效果,应设计考虑攻角指令跟踪误差约束的鲁棒自动驾驶仪控制律。基于双幂次趋近律和对数型障碍李雅普诺夫函数设计了鲁棒非线性自动驾驶仪控制律,可将攻角指令的跟踪误差快速收敛于约束范围内。通过降阶扩张状态观测器对系统中存在的气动参数不确定性和系统外部扰动进行在线估计和补偿。稳定性分析和数值仿真表明,攻角可在1 s内达到稳态且攻角响应的稳态误差<10-4°,所提出的自动驾驶仪控制律具有较强的鲁棒性,能够准确稳定地跟踪攻角指令,控制导弹产生所需过载进而精准拦截目标。 展开更多

关键词 障碍李雅普诺夫函数 双幂次趋近律 鲁棒非线性自动驾驶仪 扩张状态观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

海洋自主水面船舶跨水域自适应神经控制 被引量：1

3

作者 叶翔 陈超 +1 位作者 贾建雄 陈航 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期309-316,共8页

[目的]针对跨水域场景下海洋自主水面船舶受模型参数不确定和外界环境干扰未知的跟踪控制问题,提出一种具有指定性能的自适应神经控制方案。[方法]在反步法设计框架下,利用神经网络逼近模型参数不确定和未知的外界环境扰动,构造一种新... [目的]针对跨水域场景下海洋自主水面船舶受模型参数不确定和外界环境干扰未知的跟踪控制问题,提出一种具有指定性能的自适应神经控制方案。[方法]在反步法设计框架下,利用神经网络逼近模型参数不确定和未知的外界环境扰动,构造一种新的指定性能函数,并结合障碍李雅普诺夫函数来实现跨水域设计的转换,同时使用动态面控制技术降低系统计算的复杂度,借助李雅普诺夫理论进行稳定性分析,证明控制系统内所有信号都是有界的。[结果]仿真结果表明,所提控制方案能够解决海洋自主水面船舶跨水域跟踪控制,且跟踪误差能够满足在离线预定义时间内收敛至给定的约束范围。[结论]所做研究能够解决船舶的跨水域跟踪控制问题,为受限水域船舶的跟踪控制提供参考价值,且具有实际的工程意义。 展开更多

关键词 无人船 海洋自主水面船舶 神经网络 自适应神经控制 障碍李雅普诺夫函数 跨水域场景

在线阅读 下载PDF 职称材料

旋转捷联式图像制导技术及应用

4

作者 蒋滨安 郭佳晖 +1 位作者 凌冲 钱立志 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第3期970-977,共8页

捷联式图像导引头结构紧凑、可抗高过载、成本相对低廉,契合精确制导炮弹对小型化、抗过载、低成本的需求。然而,在炮弹飞行时由自旋引起的弹体章动和进动,加大了弹目视线角与弹体姿态角解耦难度,长期制约捷联式导引头在制导炮弹上的应... 捷联式图像导引头结构紧凑、可抗高过载、成本相对低廉,契合精确制导炮弹对小型化、抗过载、低成本的需求。然而,在炮弹飞行时由自旋引起的弹体章动和进动,加大了弹目视线角与弹体姿态角解耦难度,长期制约捷联式导引头在制导炮弹上的应用。对此,提出一种针对旋转捷联图像制导炮弹的弹目视线角提取方法,设计带有视场角约束的旋转捷联式图像末制导方案:通过解算全攻角方程,在导引头视场内提取虚拟速度矢量,闭环制导回路;构造含视场角约束的非线性滑模面和正切型障碍李雅普诺夫函数,采用间歇控制,实现目标视场内稳定锁定;引入自适应扩张状态观测器,对目标运动进行估计和补偿,减小弹体抖震现象。所提方案通过数值仿真和实弹飞行验证,命中精度达到预期指标要求,可实现旋转捷联图像制导炮弹的精确制导控制。 展开更多

关键词 图像制导 旋转捷联 姿态隔离 视场角约束 障碍李雅普诺夫函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于状态约束的柔性机械臂奇异摄动控制

5

作者 齐瑞 于金鹏 +2 位作者 刘加朋 司晨怡 朱钰 《控制工程》 北大核心 2025年第1期51-58,共8页

针对未知扰动减弱柔性机械臂系统的控制效果,关节位置跟踪在反步控制设计中的推导复杂,以及跟踪误差过大引起安全事故等问题,提出了一种基于状态约束、指令滤波和模糊自适应的奇异摄动控制方法,对柔性机械臂系统进行关节位置跟踪控制。... 针对未知扰动减弱柔性机械臂系统的控制效果,关节位置跟踪在反步控制设计中的推导复杂,以及跟踪误差过大引起安全事故等问题,提出了一种基于状态约束、指令滤波和模糊自适应的奇异摄动控制方法,对柔性机械臂系统进行关节位置跟踪控制。该方法通过奇异摄动解耦简化柔性机械臂系统,利用log型障碍李雅普诺夫函数对慢子系统进行状态误差约束;引入指令滤波和模糊自适应降低控制设计的计算复杂程度并解决控制精度受非线性扰动影响的问题。仿真结果表明,所提方法有效克服了扰动降低控制精度的问题,有较好的跟踪效果,能保证慢子系统的状态量被约束在指定范围内。 展开更多

关键词 奇异摄动 状态约束 障碍李雅普诺夫函数 柔性机械臂

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于BLF的变阻抗约束人机交互控制

6

作者 禹鑫燚 史栓武 +1 位作者 魏岩 欧林林 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第11期1189-1199,共11页

阻抗控制是一种广泛用于人机交互(HRI)的柔顺控制方法,它调节了机器人的跟踪精度和与环境接触的柔顺性。然而,传统的阻抗控制受限于阻抗参数恒定,很难适用于复杂的人机交互任务。为了解决人机交互中领导者与跟随者角色切换问题,本文提... 阻抗控制是一种广泛用于人机交互(HRI)的柔顺控制方法,它调节了机器人的跟踪精度和与环境接触的柔顺性。然而,传统的阻抗控制受限于阻抗参数恒定,很难适用于复杂的人机交互任务。为了解决人机交互中领导者与跟随者角色切换问题,本文提出了一种基于障碍李雅普诺夫函数(BLF)的变阻抗约束人机交互控制方法。首先,建立一种新的阻抗模型,将阻抗参数作为新的阻抗系统控制输入,同时将具有阻抗约束的变阻抗控制器设计问题转换成为一个可以求解的二次规划问题。其次,设计了一个基于BLF的自适应神经网络约束控制器来解决跟踪控制问题,同时该控制器保证了误差信号位于约束空间内,其中径向基神经网络用来补偿机器人动力学的不确定性同时保证了跟踪性能,闭环系统的稳定性通过李雅普诺夫稳定性定理进行了证明。最后,通过2个仿真案例验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 人机交互(HRI) 变阻抗控制 模型预测控制 障碍李雅普诺夫函数(BLF) 神经网络(NN)

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于状态约束的柔性关节机械臂指令滤波控制 被引量：1

7

作者 朱钰 于金鹏 +1 位作者 刘加朋 于海生 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期1012-1017,共6页

针对单连杆柔性关节机械臂系统,研究了全状态约束条件下机械臂末端位置的跟踪控制问题。利用障碍李雅普诺夫函数约束柔性关节机械臂的关节角位置和电机转角位置等状态变量的幅值,保证所有状态变量不会超出给定的限制区域。在此基础上,... 针对单连杆柔性关节机械臂系统,研究了全状态约束条件下机械臂末端位置的跟踪控制问题。利用障碍李雅普诺夫函数约束柔性关节机械臂的关节角位置和电机转角位置等状态变量的幅值,保证所有状态变量不会超出给定的限制区域。在此基础上,通过引入带有误差补偿的指令滤波控制技术克服了传统反步法存在的计算爆炸问题,设计了基于状态约束的指令滤波反步控制器。最后,基于李雅普诺夫稳定性理论证明了柔性关节机械臂系统的稳定性,并通过仿真实验验证了所设计的控制器能够有效保证系统的状态约束性能和位置跟踪精度。 展开更多

关键词 状态约束 柔性关节机械臂 指令滤波控制 障碍李雅普诺夫函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑重力影响的柔性空间机械臂输出约束自适应PID容错控制 被引量：2

8

作者 王苏杭 刘福才 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第9期960-971,共12页

针对存在执行器故障的柔性空间机械臂轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于奇异摄动的输出约束自适应比例积分微分(PID)容错控制策略。利用奇异摄动的方法和原理,将柔性空间机械臂控制系统解耦为快、慢子系统。慢子系统控制策略将执行器故... 针对存在执行器故障的柔性空间机械臂轨迹跟踪问题,本文提出了一种基于奇异摄动的输出约束自适应比例积分微分(PID)容错控制策略。利用奇异摄动的方法和原理,将柔性空间机械臂控制系统解耦为快、慢子系统。慢子系统控制策略将执行器故障处理为符号固定但大小不固定的未知控制方向问题,并采用努斯鲍姆函数处理此问题,同时利用障碍李雅普诺夫函数(BLF)约束输出;快子系统中加入阻尼项抑制震荡。利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数和相关定理证明了控制策略的稳定性。仿真结果表明,当系统受到执行器故障和变化的重力加速度影响时,控制策略可以使柔性空间机械臂精确地跟踪目标轨迹。 展开更多

关键词 空间机械臂 奇异摄动 自适应 努斯鲍姆函数 障碍李雅普诺夫函数(BLF) 容错控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

高空台多任务模拟指定时间抗扰控制 被引量：1

9

作者 李金柏 伦岳斌 +3 位作者 王宏伦 钱秋朦 张松 但志宏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期241-251,共11页

针对高空台多任务模拟试验对飞行环境模拟控制系统所提出的高品质、高精度、强抗扰的迫切需求,设计了一种基于障碍李雅普诺夫函数的高空台进气环境模拟指定时间抗扰控制方法。建立了包含进气系统管道容腔和调节阀执行机构的高空台受控... 针对高空台多任务模拟试验对飞行环境模拟控制系统所提出的高品质、高精度、强抗扰的迫切需求,设计了一种基于障碍李雅普诺夫函数的高空台进气环境模拟指定时间抗扰控制方法。建立了包含进气系统管道容腔和调节阀执行机构的高空台受控对象模型,并在此基础上进行了仿射形式推导和解耦设计。针对高空台强非线性、强扰动的特性,设计了以指定时间收敛的抗扰控制方法;同时为了抑制推力瞬变过程中系统状态剧烈变化,引入了障碍李雅普诺夫函数对压强和温度误差分别进行限制。在高空台多任务模拟试验控制仿真中,该方法可使压强和温度的绝对积分误差比线性自抗扰控制方法小89.5%和88.9%,在剧烈受扰后调节时间短10.4%和9.0%,而且相比于常规的指定时间方法能够满足所设定的状态误差约束。结果表明,基于障碍李雅普诺夫函数的指定时间抗扰控制方法能够进一步提升多任务模拟试验中的控制精度、调节速度以及抗扰能力。 展开更多

关键词 高空台 进气环境模拟 多任务模拟试验 指定时间抗扰控制 障碍李雅普诺夫函数 状态误差约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑输出约束及外部干扰的柔性航天器振动控制

10

作者 刘姝阳 杨洪磊 +1 位作者 张振国 李元春 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1560-1567,共8页

针对具有输出约束及外部干扰的柔性航天器系统,提出一种直接关节力矩输入的振动控制方法。利用哈密顿原理,系统动力学特性由偏微分方程(PDE)和常微分方程(ODE)耦合组成的分布参数模型来描述。设计了非线性干扰观测器补偿外界干扰,并基... 针对具有输出约束及外部干扰的柔性航天器系统,提出一种直接关节力矩输入的振动控制方法。利用哈密顿原理,系统动力学特性由偏微分方程(PDE)和常微分方程(ODE)耦合组成的分布参数模型来描述。设计了非线性干扰观测器补偿外界干扰,并基于正切型障碍李雅普诺夫函数解决了航天器姿态角度误差和振动误差的多输出约束问题。利用扩展的拉塞尔不变集原理和半群理论证明了系统的渐近稳定性。不仅实现了姿态角的位置控制,还抑制了柔性航天器的弹性振动。通过对比仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 输出约束 干扰观测器 直接关节力矩输入 分布参数模型 障碍李雅普诺夫函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

多蛇形机器人编队路径跟踪控制 被引量：3

11

作者 郝爽 何玉鹏 +1 位作者 陈继尧 王铮 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2981-2993,共13页

为了实现多个蛇形机器人的编队控制,该文提出一种基于误差约束的抗干扰路径跟随方法。该方法使用高度耦合的动态频率补偿器来调整每个机器人的运动速度,以确保编队成员之间位置和速度的一致性。在动力学控制中,通过障碍函数的等效原则... 为了实现多个蛇形机器人的编队控制,该文提出一种基于误差约束的抗干扰路径跟随方法。该方法使用高度耦合的动态频率补偿器来调整每个机器人的运动速度,以确保编队成员之间位置和速度的一致性。在动力学控制中,通过障碍函数的等效原则消除了虚拟变量的奇异现象,提高了路径跟随的稳定性。此外,该文设计了模型不确定性和外界干扰的预测值,以此来提前补偿机器人的关节偏移量和扭矩输入,从而进一步提高了跟随误差的收敛速度和稳态性能。最后,利用Lyapunov理论证明了该方法的一致最终有界性(UUB)。仿真数据表明,相对于其他经典方法,该文所提模型和控制策略具有更高的跟随精度。 展开更多

关键词 抗干扰 障碍李雅普诺夫函数 误差约束 编队控制 多蛇形机器人

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于非奇异快速积分终端滑模的机械臂鲁棒控制 被引量：3

12

作者 杨杰杰 秦志杰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期73-79,共7页

为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响,采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先,建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型,并通过设计的观测器准... 为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响,采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先,建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型,并通过设计的观测器准确地估计出干扰值;然后,利用机械臂转角误差设计了非奇异快速积分终端滑模面,在指数障碍李雅普诺夫函数的基础上,设计出了有限时间鲁棒控制律;最后,通过稳定性分析验证了设计的有限时间鲁棒控制律能够在有效时间内收敛。三自由度机械臂的仿真结果表明:提出的有限时间鲁棒控制律能够有效克服不确定性因素对机械臂控制精度的影响,观测器的最大估计误差为0.1(°)/s 2,机械臂各关节转角的最大跟踪误差为0.1°,验证了设计方法的有效性。在三维空间固定坐标定位实验中,机械臂在提出的有限时间鲁棒控制律作用下的最大定位误差为0.22 cm,最长运行时间为2.2 s,验证了在实际工程应用中能够实现更高的控制精度和运行效率。 展开更多

关键词 机械臂 观测器 指数障碍李雅普诺夫函数 非奇异快速积分终端滑模 有限时间鲁棒控制律

在线阅读 下载PDF 职称材料

列车控制系统的抗拒绝服务攻击弹性控制策略

13

作者 高兵 步兵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期311-320,共10页

当遭受拒绝服务(DoS)攻击时,分布式列车控制系统的弹性控制问题受到广泛关注.本文提出了一种基于分布式领导车状态观测器和障碍李雅普诺夫函数的弹性控制策略,不仅可以避免列车碰撞,同时实现了编队控制的目标.首先,给出了一种分布式的... 当遭受拒绝服务(DoS)攻击时,分布式列车控制系统的弹性控制问题受到广泛关注.本文提出了一种基于分布式领导车状态观测器和障碍李雅普诺夫函数的弹性控制策略,不仅可以避免列车碰撞,同时实现了编队控制的目标.首先,给出了一种分布式的领导车状态观测器设计方法,用于实时估计领导车的状态.理论分析表明,在DoS攻击满足一定约束的条件下,该状态观测器的估计误差具有指数稳定特性.在此基础上,通过将列车碰撞避免问题转化为状态受限问题,提出一种基于障碍李雅普诺夫函数的状态受限控制律,解决了DoS攻击下确保碰撞避免的车队控制问题.最后,数值仿真证实了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 拒绝服务 弹性控制 状态估计 障碍李雅普诺夫函数 列车运行控制 碰撞避免

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进LuGre摩擦模型的机器人关节模糊自适应反步控制 被引量：11

14

作者 李俊阳 赵琛 +1 位作者 夏雨 甘来 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期147-156,共10页

为实现机器人关节在非线性摩擦和外界未知干扰力矩等因素影响下的精确和稳定控制,通过改进LuGre摩擦模型来描述系统的非线性摩擦特性,采用自适应算法进行摩擦补偿来逼近摩擦力的变化,并采用模糊神经网络逼近外界未知干扰力矩对系统的影... 为实现机器人关节在非线性摩擦和外界未知干扰力矩等因素影响下的精确和稳定控制,通过改进LuGre摩擦模型来描述系统的非线性摩擦特性,采用自适应算法进行摩擦补偿来逼近摩擦力的变化,并采用模糊神经网络逼近外界未知干扰力矩对系统的影响.引入正切障碍李雅普诺夫(Lyapunov)函数对输出信号进行约束,使误差被限制在给定范围之内.利用双曲正弦函数跟踪微分器解决了虚拟输入微分引起的“微分爆炸”和一阶滤波器精度差问题,将自适应控制方法与反步控制理论相结合,提出了一种带摩擦补偿的模糊自适应反步控制方法.利用Lyapunov判据证明了闭环系统的所有误差最终一致有界,并通过仿真得出本文所提出的控制方法相比于传统PID与神经网络动态面控制(Radial Basis Function Dynamic Surface Control,RBFDSC),位置跟踪误差分别提高了近7.5%和3%;当LuGre模型参数变化时,自适应算法也可以精确对摩擦力进行跟踪补偿,从而验证了本文所提出的控制策略的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 改进LuGre摩擦模型 正切障碍李雅普诺夫函数 自适应反步控制 模糊神经网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

欠驱动水面船区域保持鲁棒滑模控制 被引量：2

15

作者 付明玉 王莎莎 +1 位作者 王元慧 魏红艳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期684-690,共7页

针对风浪流等外界环境干扰下欠驱动水面船的区域保持控制问题,本文提出了一种基于对称障碍李雅普诺夫函数的鲁棒滑模控制策略使其严格满足区域保持边界限制。首先利用反步法将欠驱动船区域保持控制器的设计分解为运动学回路和动力学回路... 针对风浪流等外界环境干扰下欠驱动水面船的区域保持控制问题,本文提出了一种基于对称障碍李雅普诺夫函数的鲁棒滑模控制策略使其严格满足区域保持边界限制。首先利用反步法将欠驱动船区域保持控制器的设计分解为运动学回路和动力学回路;其次在运动学回路中设计期望速度并将其视为虚拟输入,在动力学回路中利用鲁棒滑模方法实现对参考速度的跟踪控制;再次根据位置状态约束条件引入对称障碍李雅普诺夫函数进行控制器设计,实现位置状态变量约束保证欠驱动船始终保持在规定区域内,不超出约束边界;此外,采用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的半全局渐近稳定性,并且使跟踪误差收敛到规定的邻域内;最后对有无外界环境干扰下的欠驱动水面船进行仿真对比实验,仿真比较结果验证了所提控制律的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 欠驱动水面船 区域保持 外界环境干扰 对称障碍李雅普诺夫函数 滑模控制 反步法 虚拟输入

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类严格反馈时滞系统的自适应输出反馈控制 被引量：2

16

作者 司文杰 董训德 曾玮 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1325-1333,共9页

针对一类单输入单输出的严格反馈时滞系统研究跟踪控制问题。该控制系统包含不确定项、输出约束、未知死区特性和未知时间延迟。首先,设计一个状态观测器来估计无法测量的系统状态;其次,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经... 针对一类单输入单输出的严格反馈时滞系统研究跟踪控制问题。该控制系统包含不确定项、输出约束、未知死区特性和未知时间延迟。首先,设计一个状态观测器来估计无法测量的系统状态;其次,利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络去逼近未知的系统内部动态;同时,利用障碍李雅普诺夫(Lyapunov)函数确保输出约束及Lyapunov-Krasovskii方法消除时滞项对系统的影响;最后,基于Lyapunov稳定性理论,构造一个鲁棒自适应神经网络输出反馈控制器,并且克服了过参数问题。结果显示,设计的神经网络输出反馈控制器可以保证闭环系统中的所有信号都是半全局最终一致有界的,跟踪误差能收敛到零值小的领域内。文中通过两个例子进一步验证了提出方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应控制 输入死区 输出约束 时滞 障碍李雅普诺夫函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑输出约束的机械臂命令滤波反步控制 被引量：13

17

作者 林孟豪 张蕾 +2 位作者 李鹏飞 王晓华 王文杰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期70-78,共9页

为了提高双连杆柔性关节机械臂系统的轨迹跟踪响应速度与轨迹跟踪精度,提出一种具有输出约束和误差补偿的双连杆柔性关节机械臂命令滤波反步控制策略(BLF-CFBC)。首先,在反步控制设计中构造对数型障碍李雅普诺夫函数来替代常规的二次型... 为了提高双连杆柔性关节机械臂系统的轨迹跟踪响应速度与轨迹跟踪精度,提出一种具有输出约束和误差补偿的双连杆柔性关节机械臂命令滤波反步控制策略(BLF-CFBC)。首先,在反步控制设计中构造对数型障碍李雅普诺夫函数来替代常规的二次型李雅普诺夫函数,使得轨迹跟踪误差被约束在预先设定的误差范围内,从而在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度;其次,采用命令滤波器输出子系统递推过程中所需的控制函数及其导数,以避免基于李雅普诺夫理论的常规反步控制方法中由于对控制变量的反复求导而导致的计算爆炸的问题,从而有效降低了计算维度;最后,引入误差补偿机制,利用控制变量与滤波器输出之间的误差来构造系统变量,以降低命令滤波器的误差对机械臂跟踪精度的影响。采用Matlab搭建系统模型进行仿真实验,结果表明,所提控制策略与不考虑输出约束和误差补偿的命令滤波反步控制策略(CFBC)相比,双连杆柔性关节机械臂关节1、2的轨迹跟踪响应速度分别提升了20%、30%,轨迹跟踪误差分别降低了4%、3.5%。 展开更多

关键词 双连杆柔性关节机械臂 障碍李雅普诺夫函数 命令滤波 滤波误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑状态约束的液压系统自适应控制 被引量：8

18

作者 徐张宝 朱忠领 +1 位作者 马大为 姚建勇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期97-102,108,共7页

针对液压伺服系统中的状态约束和不确定性问题,提出一种考虑状态约束的液压伺服系统自适应控制算法。该算法基于障碍李雅普诺夫函数设计了有限时间干扰观测器和自适应控制器,其中:有限时间干扰观测器用于干扰估计,且能保证估计精确;自... 针对液压伺服系统中的状态约束和不确定性问题,提出一种考虑状态约束的液压伺服系统自适应控制算法。该算法基于障碍李雅普诺夫函数设计了有限时间干扰观测器和自适应控制器,其中:有限时间干扰观测器用于干扰估计,且能保证估计精确;自适应控制器用于处理系统参数不确定性;障碍李雅普诺夫函数用于约束状态并保证闭环系统稳定。实验结果表明,该算法能够约束系统输出速度和加速度,系统期望跟踪指令幅值为10mm,稳态跟踪误差最大约为0.06mm,相对跟踪误差约为0.6%,系统跟踪精度得到了提高。 展开更多

关键词 液压伺服系统 自适应控制 障碍李雅普诺夫函数 干扰观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

航天器全状态约束输出反馈控制 被引量：5

19

作者 陈中天 陈强 +1 位作者 孙明轩 何熊熊 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期355-364,共10页

针对无角速度测量的刚性航天器姿态跟踪问题,提出一种全状态约束输出反馈控制方法.建立修正罗德里格参数描述的系统模型,提出能够适用于约束与非约束情况的改进型障碍李雅普诺夫函数(MBLF),拓展传统对数型障碍李雅普诺夫函数的适用范围... 针对无角速度测量的刚性航天器姿态跟踪问题,提出一种全状态约束输出反馈控制方法.建立修正罗德里格参数描述的系统模型,提出能够适用于约束与非约束情况的改进型障碍李雅普诺夫函数(MBLF),拓展传统对数型障碍李雅普诺夫函数的适用范围.构造二阶辅助系统,将控制输入和饱和输入之间的差作为构造系统的输入,进而产生信号以补偿饱和的影响.设计状态观测器估计未知状态量,并结合反步法设计输出反馈控制律,保证系统全状态约束性能和姿态跟踪精度.通过李雅普诺夫稳定性分析证明姿态观测误差和跟踪误差能够达到一致最终有界.仿真结果验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 全状态约束 障碍李雅普诺夫函数 输出反馈控制 姿态跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间双臂机器人抓捕翻滚目标后的鲁棒稳定控制 被引量：6

20

作者 夏鹏程 罗建军 王明明 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1138-1155,共18页

针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文... 针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文考虑被抓捕目标惯性参数不确定性与双臂内力挤压对抓捕后阶段组合体稳定控制的影响,提出了一种保证接触安全的鲁棒稳定控制方法.首先,根据目标的有界不确定性构造鲁棒正不变集,同时考虑双臂与目标接触内力的影响,利用预测控制方法在该不变集内规划控制目标运动的虚拟接触力与力矩.然后,根据目标动力学模型以及空间双臂机器人的运动约束,规划空间双臂机器人的鲁棒安全期望运动轨迹.最后,利用障碍李雅普诺夫函数构造跟踪控制器,使空间双臂机器人有效地跟踪期望轨迹,从而使得翻滚目标运动受到等效于虚拟控制律的作用,在保证接触安全的同时实现鲁棒的稳定控制.通过空间双臂机器人稳定翻滚目标的仿真算例验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 翻滚目标 空间双臂机器人 抓捕后阶段 鲁棒控制 障碍李雅普诺夫函数

在线阅读 下载PDF 职称材料