基于障碍Lyapunov函数的双臂空间机器人捕获卫星柔顺控制 被引量：7

1

作者 朱安 艾海平 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期2997-3006,共10页

空间机器人捕获卫星操作过程中不可避免地会与卫星接触、碰撞,此过程中若未对其关节进行有效的保护,很容易造成捕获操作失败,因此提出在各关节电机与机械臂之间添加一种弹簧阻尼机构,该机构不仅能够实现碰撞冲击能量的吸收及柔性振动的... 空间机器人捕获卫星操作过程中不可避免地会与卫星接触、碰撞,此过程中若未对其关节进行有效的保护,很容易造成捕获操作失败,因此提出在各关节电机与机械臂之间添加一种弹簧阻尼机构,该机构不仅能够实现碰撞冲击能量的吸收及柔性振动的抑制,还能配合设计的柔顺策略实现捕获操作的柔顺化。分别利用含耗散力Lagrange方程与Newton-Euler方程导出了碰撞前的双臂空间机器人与卫星分体系统动力学方程;结合Newton第三定律、捕获点的速度及闭链几何约束获得了捕获完成后的混合体系统动力学方程,且通过动量守恒关系计算了碰撞冲击效应与冲击力;基于障碍Lyapunov函数设计了一种状态约束控制方法,实现了轨迹的高精度跟踪;采用模糊自适应控制器对系统的不确定项进行拟合,解决了系统参数不确定的影响。通过Lyapunov定理证明了系统的稳定性,并利用数值模拟验证了缓冲机构的抗冲击性能及所提柔顺策略的有效性。 展开更多

关键词 双臂空间机器人 捕获操作 弹簧阻尼机构 障碍lyapunov函数 模糊自适应控制

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基于时变障碍李雅普诺夫函数的变体无人机有限时间控制 被引量：12

2

作者 李新凯 张宏立 范文慧 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2062-2074,共13页

针对复杂扰动下可执行多种任务的复合式变体无人机,提出了一种基于浸入与不变(Immersion and invariance,I&I)理论和隐含系统状态受限条件的复合时变障碍Lyapunov函数(Composite time-varying barrier Lyapunov function,CTV-BLF)... 针对复杂扰动下可执行多种任务的复合式变体无人机,提出了一种基于浸入与不变(Immersion and invariance,I&I)理论和隐含系统状态受限条件的复合时变障碍Lyapunov函数(Composite time-varying barrier Lyapunov function,CTV-BLF)的控制方案.设计了一种基于浸入与不变理论的扰动观测器,构建了一种基于监督因子的有限时间动态尺度因子(Finite-time dynamic scaling factor,FT-DSF)调节器.在此基础上,设计了一种基于复合时变障碍Lyapunov函数和动态滑模面的控制器,保证系统状态始终在约束条件之内.通过衍生定理证明轨迹跟踪误差是有限时间稳定的.最终仿真结果验证了所提方案的有效性. 展开更多

关键词 变体无人机 浸入与不变 动态尺度因子 监督因子 障碍lyapunov函数

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基于BLF的变阻抗约束人机交互控制

3

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)

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电动汽车模块化充电系统的自适应预定性能控制

4

作者 吴忠强 张长兴 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期395-402,共8页

针对电动汽车的模块化充电系统,本文提出一种自适应预定性能控制器,以解决负载变化引起的电压突变问题.首先,引入障碍Lyapunov函数并结合反步法设计控制器,以确保系统的输出电压能够限制在设定范围内;其次,考虑电动汽车接入和离开时负... 针对电动汽车的模块化充电系统,本文提出一种自适应预定性能控制器,以解决负载变化引起的电压突变问题.首先,引入障碍Lyapunov函数并结合反步法设计控制器,以确保系统的输出电压能够限制在设定范围内;其次,考虑电动汽车接入和离开时负载的变化情况,设计了一个有限时间负载估计器来估计负载的变化,给出了输出电压有界及稳定性的严格证明;最后,通过与传统PID和有限时间控制器对比,验证了所设计控制器的有效性. 展开更多

关键词 电动汽车 障碍lyapunov函数 模块化充电系统 预定性能控制

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高超声速变外形飞行器固定时间抗饱和控制

5

作者 韦常柱 顾鑫 李玉龙 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期731-740,共10页

针对受全状态约束、输入饱和、参数不确定性和变形附加扰动等条件影响下的高超声速变体飞行器控制系统设计问题,提出一种自适应固定时间控制方法。首先,利用反步法控制框架,结合障碍Lyapunov函数及固定时间稳定理论,设计了固定时间控制... 针对受全状态约束、输入饱和、参数不确定性和变形附加扰动等条件影响下的高超声速变体飞行器控制系统设计问题,提出一种自适应固定时间控制方法。首先,利用反步法控制框架,结合障碍Lyapunov函数及固定时间稳定理论,设计了固定时间控制律,从而有效处理全状态约束问题,加快收敛速度并使收敛时间不受初始偏差影响。同时,设计自适应扰动估计律和抗饱和补偿器,有效降低了因参数不确定性、未知变形动态耦合扰动及控制输入饱和对系统带来的不利影响。最后,基于Lyapunov理论,证明了控制律可使姿态控制误差在约束范围内实现固定时间收敛。六自由度仿真验证了所设计的自适应固定时间控制方法的有效性。 展开更多

关键词 变外形飞行器 固定时间控制 障碍lyapunov函数 抗饱和控制

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基于改进型障碍Lyapunov函数的非线性内联系统输出调节

6

作者 索旭东 宋文浩 +1 位作者 许清婷 孙伟杰 《山东科技大学学报(自然科学版)》 2025年第4期112-120,共9页

基于内模控制、自适应控制和改进型障碍Lyapunov函数,研究了一类非线性内联系统的预设性能鲁棒输出调节问题。首先,通过内模控制原理和坐标变换,将非线性内联系统的预设性能鲁棒输出调节问题,转化为增广系统的预设性能镇定问题。然后,... 基于内模控制、自适应控制和改进型障碍Lyapunov函数,研究了一类非线性内联系统的预设性能鲁棒输出调节问题。首先,通过内模控制原理和坐标变换,将非线性内联系统的预设性能鲁棒输出调节问题,转化为增广系统的预设性能镇定问题。然后,针对增广系统,结合自适应控制方法与改进型障碍Lyapunov函数,设计反馈控制器解决该增广系统的预设性能镇定问题。最后,通过MATLAB仿真,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 输出调节 预设性能 障碍lyapunov函数 非线性内联系统 自适应控制

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具有时变状态约束的无人直升机抗饱和跟踪控制设计

7

作者 阎坤 赵金泽 +2 位作者 高嵩 曹凯 万敏 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期100-110,共11页

针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍Lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型... 针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍Lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型;其次,针对输入饱和问题,采用饱和误差构造辅助系统,并将辅助系统的输出变量反馈到控制器中以提高系统的抗饱和能力,同时针对状态约束问题,引入时变障碍Lyapunov函数对其进行处理,保证飞行状态在预设的安全约束范围内变化;最后,在反步控制技术的框架下,设计了同时存在时变状态约束和输入饱和的无人直升机跟踪飞行控制方案,并结合Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统误差的有界稳定性。通过仿真验证并与传统PID控制方法相对比,验证了本文所提出控制算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提出的控制算法不仅能够确保无人直升机的飞行状态在合理且安全的范围内变化,而且提高了整个飞控系统的抗饱和能力。 展开更多

关键词 无人直升机 状态约束 执行器饱和 辅助系统 时变障碍lyapunov函数

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基于有限时间指令滤波的空间机器人性能约束鲁棒控制

8

作者 张昕伟 高鼎峰 +1 位作者 刘辽雪 郭毓 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第3期79-88,共10页

针对空间机器人在性能约束下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于指令滤波反步法的有限时间性能约束鲁棒控制策略.设计一种新型非对称正切型障碍Lyapunov函数,并将其与有限时间控制方法相结合,构建了基于有限时间指令滤波的性能约束控制方... 针对空间机器人在性能约束下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于指令滤波反步法的有限时间性能约束鲁棒控制策略.设计一种新型非对称正切型障碍Lyapunov函数,并将其与有限时间控制方法相结合,构建了基于有限时间指令滤波的性能约束控制方案.该方案不仅确保了空间机器人基座姿态角与机械臂关节角始终被限制在非对称预定区间内,而且实现了系统状态在有限时间收敛至期望轨迹.通过应用时变函数边界,进一步优化了系统的瞬态性能.基于汉密尔顿-雅可比不等式(Hamilton-Jacobi inequality,HJI)方法设计鲁棒控制器,有效抑制了外界不确定性扰动对空间机器人的影响.最后,利用Lyapunov稳定性理论证明系统状态变量均为有限时间稳定.对比仿真结果验证了所提控制策略的有效性和优越性. 展开更多

关键词 非对称正切型障碍lyapunov函数 有限时间 指令滤波 反步法

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不确定电液伺服系统的时变输出约束自适应滤波控制 被引量：1

9

作者 潘昌忠 何广 +2 位作者 李智靖 周兰 熊培银 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1819-1828,共10页

针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍Lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具... 针对电液伺服系统位置跟踪控制中存在的输出约束和不确定性问题,提出一种基于正切型时变障碍Lyapunov函数的输出约束自适应滤波控制方法。构造具有时变约束边界的正切型时变障碍Lyapunov函数,通过时变边界函数的参数设置,使系统输出具有较好的瞬态和稳态性能;设计径向基函数(RBF)神经网络及权重自适应学习律,在线逼近由模型不确定性和未知干扰组成的复合干扰,并将逼近值用于反馈控制;采用二阶指令滤波反步法设计状态反馈控制律和误差补偿机制,避免反步设计中“计算爆炸”的问题,同时消除滤波误差,提高系统位置跟踪精度;依据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统中所有误差信号的收敛性。仿真结果表明:系统的稳态误差在所提方法下约为3.48×10^(-8)m,相比于其他控制方法,跟踪误差始终约束在时变的约束边界内,跟踪精度和控制性能均得到提升。 展开更多

关键词 电液伺服系统 时变障碍lyapunov函数 径向基函数神经网络 指令滤波 误差补偿 反步法

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考虑状态受限和一致性的微电网二次控制 被引量：3

10

作者 吴忠强 程洪强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期183-188,共6页

为解决交流微电网下垂控制产生的偏差问题,本文采用二次控制对分布式电源输出电压和频率进行调节.将微电网看成分布式多智能体系统,智能体间通过稀疏网络进行通信,运用多智能体一致性协议,本文提出一种基于障碍Lyapunov函数和自适应模... 为解决交流微电网下垂控制产生的偏差问题,本文采用二次控制对分布式电源输出电压和频率进行调节.将微电网看成分布式多智能体系统,智能体间通过稀疏网络进行通信,运用多智能体一致性协议,本文提出一种基于障碍Lyapunov函数和自适应模糊系统的二次电压和频率控制器.采用障碍Lyapunov函数设计控制器,不但能保持系统的稳定性,还可使输出的电压和频率限制在预设的范围内.采用自适应模糊系统可对系统中的一些参变量的变化进行估计,提高了控制器的鲁棒性.本文给出了严格的稳定性证明.通过对负载变化,以及拓扑结构改变等的仿真测试,验证了所提方案的有效性. 展开更多

关键词 微电网 多智能体系统 自适应模糊系统 障碍lyapunov函数 BACKSTEPPING

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网络攻击下考虑状态受限的微电网安全运行与控制 被引量：1

11

作者 吴忠强 程洪强 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3240-3250,共11页

攻击、干扰、不确定性通常存在于微电网中危害系统的安全运行.为了解决此问题,设计了一种带攻击补偿的电压控制器,以减小或抵消攻击对系统稳定性的影响.设计攻击观测器对微电网中受到的攻击进行观测;利用多智能体一致性协议,考虑全状态... 攻击、干扰、不确定性通常存在于微电网中危害系统的安全运行.为了解决此问题,设计了一种带攻击补偿的电压控制器,以减小或抵消攻击对系统稳定性的影响.设计攻击观测器对微电网中受到的攻击进行观测;利用多智能体一致性协议,考虑全状态约束问题,采用正切型障碍Lyapunov函数约束所设计的状态量,使系统状态约束在预设范围内,并实现无功功率分配.采用自适应模糊系统对系统中一些参变量的变化进行估计,提高控制器的自适应能力.仿真验证了控制器的有效性. 展开更多

关键词 微电网 多智能体系统 攻击 障碍lyapunov函数 自适应模糊系统

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具有时变输出约束的非线性多智能体系统自适应最优包含控制

12

作者 张天平 刘涛 章恩泽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1899-1912,共14页

本文对具有时变输出约束和未建模动态的不确定严格反馈非线性多智能体系统,提出了一种最优包含控制方法.利用一种新型积分型障碍Lyapunov函数处理输出约束,利用动态信号处理未建模动态,利用动态面控制方法设计前馈控制器,结合自适应动... 本文对具有时变输出约束和未建模动态的不确定严格反馈非线性多智能体系统,提出了一种最优包含控制方法.利用一种新型积分型障碍Lyapunov函数处理输出约束,利用动态信号处理未建模动态,利用动态面控制方法设计前馈控制器,结合自适应动态规划和积分强化学习方法设计最优反馈控制器,利用神经网络在线逼近相应代价函数,并设计权重更新律.理论分析证明了所有跟随者的输出收敛到领导者生成的凸包中,全部跟随者组成的闭环系统是半全局一致最终有界的,同时,跟随者的输出保持在给定的约束集中,代价函数达到最小.仿真结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 自适应动态规划 积分强化学习 最优控制 动态面控制 积分型障碍lyapunov函数 多智能体系统

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基于输入饱和的欠驱动水面舰艇预定义时间跟踪控制 被引量：1

13

作者 黄秀颖 刘海涛 田雪虹 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期98-110,共13页

[目的]为解决欠驱动水面舰艇(USV)在模型不确定性、强耦合特性和控制器输入饱和情况下的轨迹跟踪问题,提出基于输入饱和的USV预定义时间跟踪控制方法。[方法]针对USV模型具有非零对角项和强耦合特性问题,引入坐标变换,将系统模型转变为... [目的]为解决欠驱动水面舰艇(USV)在模型不确定性、强耦合特性和控制器输入饱和情况下的轨迹跟踪问题,提出基于输入饱和的USV预定义时间跟踪控制方法。[方法]针对USV模型具有非零对角项和强耦合特性问题,引入坐标变换,将系统模型转变为斜对角形式;将预定义时间性能函数与障碍Lyapunov函数(BLF)结合,保证瞬态和稳态的跟踪性能;利用自组织神经网络(SSNN)降低未知外部环境扰动和复杂的连续未知非线性项以及输入饱和产生的影响,以保证控制系统的跟踪精度,并且在线调整优化SSNN的神经元数目,减少控制系统的计算负担。[结果]基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统在预定义时间内是有界稳定的,跟踪误差始终保持在约束范围内。[结论]仿真结果表明,所提控制策略是有效的,其具有良好的跟踪性能。 展开更多

关键词 欠驱动水面舰艇 预定义时间性能函数 障碍lyapunov函数 自组织神经网络 输入饱和 预定义时间控制

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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

14

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

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基于扩张滑模观测器的电液伺服系统鲁棒控制 被引量：6

15

作者 臧万顺 沈刚 +1 位作者 赵军 臧克江 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期611-621,共11页

为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并... 为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并结合等值注入原理及饱和函数进行合理优化.利用系统不确定性的估计值,在反步控制设计中引入障碍Lyapunov函数,将系统的跟踪误差约束在一定范围内,结合参数自适应律,提高系统控制性能.为了验证所提控制方法的性能,在MATLAB/Simulink软件平台构建仿真模型,进一步地,搭建电液伺服系统实验台及实时控制系统,进行仿真和实验验证.结果表明所提方法的性能优于基于障碍Lyapunov函数的反步控制器及传统的反步控制器. 展开更多

关键词 电液伺服系统 系统不确定性 扩张滑模观测器 参数自适应 障碍lyapunov函数 反步控制

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全状态约束下柔性关节自由飞行空间机器人有限时间指令滤波鲁棒跟踪控制

16

作者 高鼎峰 顾秀涛 +1 位作者 郭毓 刘辽雪 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期556-567,共12页

针对存在外部扰动、动力学耦合及全状态约束的柔性关节自由飞行空间机器人轨迹跟踪控制问题,基于拉格朗日方法建立了基座位置/姿态受控的柔性关节自由飞行空间机器人动力学模型,提出了一种全状态约束有限时间H∞轨迹跟踪控制方法。在带... 针对存在外部扰动、动力学耦合及全状态约束的柔性关节自由飞行空间机器人轨迹跟踪控制问题,基于拉格朗日方法建立了基座位置/姿态受控的柔性关节自由飞行空间机器人动力学模型,提出了一种全状态约束有限时间H∞轨迹跟踪控制方法。在带有滤波误差补偿的指令滤波反步法控制框架下,结合障碍Lyapunov函数和有限时间理论,设计了一种指令滤波有限时间全状态约束控制方法,将系统状态始终限定在约束区间内的同时,保证系统的有限时间收敛性能。此外,采用H∞控制理论抑制外部扰动的影响。通过Lyapunov稳定性定理证明了系统所有状态变量能够在有限时间内收敛至原点的任意小邻域内。仿真验证了所提控制方法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 柔性关节自由飞行空间机器人 指令滤波 全状态约束 有限时间 障碍lyapunov函数 H∞控制理论

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不确定非线性系统的全状态约束镇定控制

17

作者 贾付金 张天良 陆俊纬 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2393-2400,共8页

本文研究了一类具有未知函数非线性系统的全状态约束镇定控制.与解决未知函数问题的模糊逼近方法和神经网络逼近方法不同,本文提出的控制方法可以使系统状态渐近收敛到原点,并解决了反步法的“微分爆炸”问题.同时,与解决全状态约束控... 本文研究了一类具有未知函数非线性系统的全状态约束镇定控制.与解决未知函数问题的模糊逼近方法和神经网络逼近方法不同,本文提出的控制方法可以使系统状态渐近收敛到原点,并解决了反步法的“微分爆炸”问题.同时,与解决全状态约束控制问题的障碍Lyapunov函数不同,本文提出了一种新的全状态约束方法和引入的引理相结合设计的算法,可使得状态是渐近稳定的.最后, Duffing系统和单连杆机器人系统的仿真结果验证了本文算法的有效性. 展开更多

关键词 非线性系统 全状态约束 反步法 障碍lyapunov函数

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输出受限迟滞非线性系统的反步控制器设计 被引量：6

18

作者 赵新龙 章亿凯 +1 位作者 潘海鹏 马连伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期608-612,共5页

针对一类含有Bouc-Wen迟滞的输出受限非线性系统设计了反步控制器.首先分析了Bouc-Wen模型的特性并得到其上界值,然后设计了对称型障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF),保证了BLF有界,从而满足了输出受限的条件,最后利用... 针对一类含有Bouc-Wen迟滞的输出受限非线性系统设计了反步控制器.首先分析了Bouc-Wen模型的特性并得到其上界值,然后设计了对称型障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF),保证了BLF有界,从而满足了输出受限的条件,最后利用反步法设计控制器.该方法消除了迟滞引起的振荡和超调并且使得系统输出约束在设定的范围内,同时解决了迟滞和系统输出受限两个方面的影响,提高了控制精度.仿真和实验结果表明了控制方法的可行性. 展开更多

关键词 迟滞 BOUC-WEN模型 输出受限 障碍lyapunov函数(blf) 反步控制

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一类机械臂系统自适应有限时间有界H_(∞)跟踪控制 被引量：17

19

作者 李小华 杨瑞芳 +1 位作者 刘辉 何帅 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期147-156,共10页

考虑一种电机驱动的单连杆机械臂系统在受到输出约束时的自适应有限时间H∞跟踪控制问题.一个有限时间有界H∞性能的新概念被提出,并结合障碍Lyapunov函数(BLF)、神经网络自适应技术、有限时间控制理论和H_(∞)控制理论,提出了一种该系... 考虑一种电机驱动的单连杆机械臂系统在受到输出约束时的自适应有限时间H∞跟踪控制问题.一个有限时间有界H∞性能的新概念被提出,并结合障碍Lyapunov函数(BLF)、神经网络自适应技术、有限时间控制理论和H_(∞)控制理论,提出了一种该系统在输出受限条件下的自适应神经有限时间有界H_(∞)跟踪控制器设计方法,避免了许多有限时间控制文献中控制器设计时出现的奇点问题,实现了该机械臂系统的有限时间有界H_(∞)轨迹跟踪控制.所设计的控制器保证了系统跟踪误差能够被约束在预先给定的范围内,并且所有状态能在有限时间内收敛到平衡状态的邻域内,同时对外部扰动具有H_(∞)性能.仿真结果验证了所设计控制器的有效性和优越性. 展开更多

关键词 电机驱动单连杆机械臂系统 障碍lyapunov函数(blf) 有限时间控制 有界H_(∞)控制 自适应控制 跟踪控制

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具有状态约束的机电伺服系统自适应鲁棒控制 被引量：13

20

作者 吴跃飞 胡智琦 +2 位作者 马大为 姚建勇 乐贵高 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期707-712,718,共7页

针对执行器动态及其状态受限、状态中存在测量噪声的问题,为伺服系统设计了一种基于非线性高增益观测器的自适应非线性鲁棒跟踪方法.基于系统位置测量值设计高增益观测器,利用滤波器消除噪声对观测器精度的影响,采用自适应律估计观测器... 针对执行器动态及其状态受限、状态中存在测量噪声的问题,为伺服系统设计了一种基于非线性高增益观测器的自适应非线性鲁棒跟踪方法.基于系统位置测量值设计高增益观测器,利用滤波器消除噪声对观测器精度的影响,采用自适应律估计观测器增益,以保证观测器的鲁棒性.在设计过程中,引入一种新的障碍Lyapunov函数,以限制中间控制信号的幅值而满足系统对状态变量的约束要求,并通过Lyapunov方法验证了闭环系统的一致有界稳定性.结果表明,所提出的方法能够准确估算负载位置和速度.与传统的控制方法相比,其所观测的信息量较充分、估计精度较高、抗干扰能力及参数变化的鲁棒性较强. 展开更多

关键词 机电伺服系统 状态约束 高增益状态观测器 障碍lyapunov函数

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