鲁棒自适应控制

摘要： 针对多自由度机械臂控制系统存在的高度非线性、强时变性、强耦合性等问题,提出了一种基于模糊自整定的鲁棒PD控制策略,引入模糊控制器替代传统PD控制的参数整定过程,实现PD参数的在线自调整功能,并设计鲁棒自适应补偿器,将鲁棒算法和自适应算法相结合以补偿系统的不确定性。引入Lyapunov函数验证了控制系统的稳定性,并通过Matlab环境下的Simulink仿真研究,验证了此控制策略的轨迹跟踪误差收敛速度较快,提高了系统的鲁棒性和学习能力,具备应用在复杂的机械臂控制系统的可行性。

摘要： 针对不确定非线性二阶多智能体系统中存在的时变通信时延和未知干扰问题,提出了一种鲁棒自适应蜂拥控制规律。为了使二阶多智能体系统能够具有更好的抗干扰能力,设计了基于智能体位置状态信息和速度状态信息的鲁棒自适应算子,实现了系统在时变通信时延扰动下的分布控制。通过使用Lyapunov-Krasovskii方法构造能量函数,证明了多智能体系统的网络连通性,智能体的速度收敛于虚拟领导者的速度,并给出了具有时变通信时延的多智能体系统收敛条件。仿真实验结果表明,在不同干扰强度和不同通信时延下系统均能实现快速收敛,形成稳定的拓扑结构,证明所提方法正确有效。

摘要： 针对一类含不匹配干扰的非线性系统的控制问题,基于递归化方案得到鲁棒或自适应控制律是常见的设计思路,如反步法及其衍生控制策略等.然而,递归设计的控制律通常由含多偏微分项的多个虚拟控制器组成,形式复杂的同时,控制参数选取也较为困难,易出现“复杂性爆炸”的问题,因此较难得到广泛的工程应用.同时,因递归设计处理系统的非线性与不确定性的差异较大,难以实现鲁棒/自适应控制的本质性融合.本文从一个新颖的非递归控制角度出发,提出了一个能够融合鲁棒/自适应控制策略的设计框架,实现系统在不匹配受扰情形下的无静差跟踪.仅通过一步坐标变换,在等价的可镇定系统框架下,根据实际工况来灵活切换合适的控制增益,为工程师同时提供了两个可供选择的控制方案.相较于已有算法,本文所提控制器形式简洁易实现,参数易调节,适用范围广.案例分析与实例仿真验证阐明了所提方法的简洁性及有效性,并给出了一体化控制器工作模式的选取原则.

摘要： 为使无人艇在复杂环境干扰下能按希望要求改变航向,本文设计了一种基于广义动态模糊神经网络和参考模型的鲁棒自适应控制器.首先针对因环境干扰产生的不确定干扰项基于广义动态模糊神经网络建立了无人艇运动控制的逆动态模型,设计了模糊神经网络的自适应率以进一步调整神经网络权值,并结合无人艇运动控制模型的参考模型设计了无人艇航向鲁棒自适应控制器,然后通过Lyapunov稳定性理论,证明了基于该控制器的无人艇航向控制系统的稳定性,最后采用半物理仿真实验验证了该控制方法的有效性和准确性.

摘要： 作业型飞行机器人是指将多自由度机械臂固连在飞行机器人上的一类新型机器人系统,它能够对周围环境施加主动影响,同时也存在较为复杂的动力学性能.本文针对作业型飞行机器人滑翔抓取物体时所受到的摩擦力和接触力问题以及在飞行过程中产生的转动惯量变化问题,设计了一种整体式鲁棒自适应控制策略.首先在作业型飞行机器人系统动力学建模中引入摩擦力和接触力模型,考虑飞行机器人转动惯量为有界变量,提高了建模和抓取的精度.然后,为减弱滑翔抓取产生的剧烈扰动对飞行控制性能的影响,设计了一种抗扰动的鲁棒自适应控制器,并使用区间矩阵法对转动变量变化进行补偿控制.接着,通过Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性.最后通过仿真对比实验,验证了所提出方法的有效性和优势.

摘要： 研究一类不确定非线性时变系统的预设暂态性能渐近状态跟踪控制问题.在无需系统函数先验知识的条件下,本文采用漏斗控制技术和障碍李雅普诺夫函数方法,提出了一种新颖的鲁棒自适应状态反馈控制策略.所设计的控制器不仅能够确保状态跟踪误差渐近收敛到零点,而且满足其预先设定的性能要求.仿真实例验证了所提控制策略的有效性.

摘要： 针对运载火箭主动段飞行过程中的参数时变及存在弹性振动、液体推进剂晃动和风干扰等不确定性和非线性问题,提出了一种基于多维泰勒网(MTN)的直接鲁棒自适应控制方案.基于鲁棒自适应控制技术,通过多维泰勒网可以逼近任一非线性函数的性质,实时逼近时变参数模型的理想控制输出.对比通过实验的方式获得某些特征时刻运行参数,再根据稳定裕度设计控制器的传统方案,该MTN方案具有成本小、控制精度高等优点.采用MATLAB/Simulink仿真技术搭建运载火箭全量仿真模型,通过额定实验和鲁棒实验,综合分析、比较了传统PD控制器和多维泰勒网控制器的控制性能.仿真结果表明,多维泰勒网鲁棒自适应控制器具有更好的控制效果.

摘要： 为实现励磁系统非线性控制的端电压和功角双重稳定约束,基于非线性坐标变换方法,构建励磁系统非线性等价系统模型,采用鲁棒自适应设计方法实现Lyapunov函数构建、参数自适应估计和等价系统耗散稳定控制.在输出功率增加和三相接地故障状态下,对新的励磁控制方法进行仿真测试和分析.仿真结果表明:相对于传统反演鲁棒励磁控制方法,状态变量波动次数减少50％,端电压和功角稳定时间由0.2 s缩短为0.1 s,端电压始终保持为额定电压,没有出现电压偏移问题,不确定参数能够在0.05 s内完成估测.研究成果对于提高励磁系统暂态稳定能力和端电压恒定控制精度具有一定意义.

摘要： 电液位置伺服系统存在高频干扰和传感器测量噪声,导致传统自适应控制参数收敛性差、性能一致性低等问题.针对这些问题,提出一种基于低频学习的鲁棒控制策略.设计低通滤波器修正电液位置伺服系统的自适应参数,将修正前后出现的残差反馈到鲁棒自适应控制中构造新型控制律,滤除自适应律中存在的高频成分,从而有效地降低参数的波动程度,达到稳定收敛的目的.通过Lyapunov稳定性理论验证了闭环系统的全局稳定性.对比实验结果表明,所提方法能够有效解决电液位置伺服系统在高频干扰和传感器测量噪声作用下的参数稳定收敛问题,同时获得了系统动态误差的渐进稳定性,实验取得了预期效果.

摘要： 针对含有驱动器及编队动力学的多非完整移动机器人编队控制问题,基于领航者-跟随者法,以驱动器电压作为控制量,通过反步法设计了一种移动机器人编队鲁棒自适应控制方法.采用单输入径向基神经网络(RBFNN)对含驱动器动力学的机器人动力学非线性不确定部分的上界值进行在线估计,并通过非线性元对建模估计误差进行补偿.所提方法既解决了移动机器人编队控制的多不确定性问题,也确保了机器人编队期望队形下的轨迹跟踪.基于Lyapunov方法设计了参数自适应律,并进行了系统稳定性分析.最后,通过两个仿真实例验证了该方法对不确定性估计的准确性,减低了计算复杂度,提高了抗干扰能力.

摘要： 本文考虑BTT导弹再入机动飞行段,存在不确定非线性强耦合、模型不确定性及外界干扰的特点,针对BTT导弹控制器设计问题,首先建立了BTT导弹六自由度模型,并简化为具有三角结构形式的非线性级联系统；在此基础上, 将动态曲面控制与反演控制方法相结合,在传统反演控制的基础上进行鲁棒自适应控制器设计；最后根据具体的结构参数,给出实际仿真实例,并在仿真中加入摄动和干扰,对通过DSC方法设计的BTT导弹控制律进行仿真验证；仿真结果表明,在参数摄动和外界干扰的影响下,该方法仍能够保证良好的控制效果.

摘要： 针对传统鲁棒自适应控制暂态性能差的缺点，本文提出了多模型鲁棒自适应控制方法。本文首先采用正则化技术将系统未建模动态转化为系统有界扰动，并在此基础上利用系统低阶模型设计多模型鲁棒自适应控制器，仿真实验说明本文提出的方法能获得较好的控制效果。

摘要： 为了解决汽车转向过程中防抱死制动稳定性问题,提出一种新的协同控制系统.该协同控制结构由转向控制器和制动控制器组成.在转向控制中设计滑模鲁棒自适应控制器和横摆力矩控制器力求改善汽车动态响应,鲁棒自适应性和稳定性.此外定义协同误差,建立汽车协同误差模型并设计汽车防抱死制动鲁棒自适应控制系统.为了减少转向系统和制动系统之间的补偿控制律难以确定的困难,提出耦合误差补偿原理与同一给定控制相结合的新的耦合控制策略.最后用仿真结果验证所设计控制算法的有效性.

摘要： 针对高超声速飞行器快时变、强耦合和高度非线性的典型特点，本文建立了其纵向的一般化数学模型，并对其飞行特性进行了初步分析。在考虑模型不确定性的情况下，采用李导数的方法对某型高超声速飞行器进行输入输出精确线性化，并实现控制量解耦。基于线性化后的模型，利用神经网络的逼近能力，提出了一种基于神经网络和非线性动态逆的跟踪控制方法，并对其稳定性进行证明，实行对该型高超声速飞行器的鲁棒自适应控制。仿真结果说明了模型的正确性和控制方法的有效性。

摘要： 本文针对火电厂水质调节系统,大时滞时变性的特点,提出了基于BP神经网络的Smith-PID控制算法，仿真研究和实际应用表明, 本文控制算法具有良好的静态特性、动态品质和很强的鲁棒性：工程应用控制效果令人满意。

摘要： 针对不确定、时变和非线性机器人系统的实时性要求,提出了采用滑模变结构和RBF神经网络相结合来构造控制器.用带有符号函数的滑模变结构控制器来产生一个控制输入信号,同时利用具有快速学习能力的RBF神经网络来学习外界的不确定性,增强系统的自适应能力,使之达到更佳的控制效果,并在文中证明了系统的稳定性.最后给出了对两连杆机器人的仿真,验证了控制效果.

摘要： 本文讨论了一类非匹配时滞系统的鲁棒自适应控制和非线性控制问题.所讨论系统包含时滞及不确定性扰动项,且扰动项关于具有未知增益的高阶多项式函数有界而不是关于线性函数有界.利用Lyapunov-Krasovskii方法提出了保证系统渐近稳定的自适应控制器设计方法,相应的控制器是时滞依赖的.并利用Razumikhin引理给出了能使系统一致最终有界稳定的时滞独立的控制器设计方法.

摘要： 针对包含不确定参数的BTT导弹模型,设计了自适应backstepping控制器.采用指令滤波方法,得到内回路的跟踪指令及其一阶微分信号,避免了对虚拟控制信号繁琐的求导计算.采用自适应律在线估计飞行器不确定参数.设计辅助滤波系统并对信号幅值进行约束.通过定义自适应律中的跟踪误差,消除由于期望控制信号不能被完全执行所引起的跟踪误差,保证了参数估计在控制信号约束情况下的顺利进行.仿真结果表明,所提出的方法能保证BTT导弹在不确定参数存在情况下的稳定性和良好的跟踪性能.

摘要： 针对包含不确定参数的BTT导弹模型,设计了自适应backstepping控制器.采用指令滤波方法,得到内回路的跟踪指令及其一阶微分信号,避免了对虚拟控制信号繁琐的求导计算.采用自适应律在线估计飞行器不确定参数.设计辅助滤波系统并对信号幅值进行约束.通过定义自适应律中的跟踪误差,消除由于期望控制信号不能被完全执行所引起的跟踪误差,保证了参数估计在控制信号约束情况下的顺利进行.仿真结果表明,所提出的方法能保证BTT导弹在不确定参数存在情况下的稳定性和良好的跟踪性能.

摘要： 针对包含不确定参数的BTT导弹模型,设计了自适应backstepping控制器.采用指令滤波方法,得到内回路的跟踪指令及其一阶微分信号,避免了对虚拟控制信号繁琐的求导计算.采用自适应律在线估计飞行器不确定参数.设计辅助滤波系统并对信号幅值进行约束.通过定义自适应律中的跟踪误差,消除由于期望控制信号不能被完全执行所引起的跟踪误差,保证了参数估计在控制信号约束情况下的顺利进行.仿真结果表明,所提出的方法能保证BTT导弹在不确定参数存在情况下的稳定性和良好的跟踪性能.

摘要： 本发明公开了基于鲁棒伺服控制与模型自适应控制的控制方法及控制器，属于无人机控制技术领域，包括以下步骤：S101：在所述步骤S302中；S102：确定自适应控制器的结构；S103：确定飞机线性系统的数学模型。在所述步骤S103中，引入的干扰和不确定性因素包括飞机的舵面效率、匹配扰动以及不匹配风扰动。本发明的优点是响应快速和对各种不确定干扰类型具有抑制作用，能够确保系统的稳态响应指标，瞬态响应性能；鲁棒伺服组合的方法增加系统对于扰动信号的鲁棒性，提高了动态响应能力。

摘要： 本发明涉及平衡车控制算法领域，尤其涉及一种基于鲁棒自适应控制器的平衡车控制方法，包括：步骤1，利用牛顿第二定律建立平衡车简化模型；步骤2，采用基于状态变量反馈的鲁棒自适应方法，使用鲁棒自适应控制器控制平衡车的倾角。本发明的方法可以实时的估计平衡车模型中的参数，再根据估计得到的参数调整控制器参数，使得平衡车的特性趋向于参考模型，当平衡车上的有效负载变化时，控制器可以快速调节控制参数，增加了控制算法的鲁棒性和自适应性。

摘要： 本发明公开了一种双反馈鲁棒自适应控制方法及其控制系统结构，继承了L

摘要： 本发明涉及平衡车控制算法领域，尤其涉及一种基于鲁棒自适应控制器的平衡车控制方法，包括：步骤1，利用牛顿第二定律建立平衡车简化模型；步骤2，采用基于状态变量反馈的鲁棒自适应方法，使用鲁棒自适应控制器控制平衡车的倾角。本发明的方法可以实时的估计平衡车模型中的参数，再根据估计得到的参数调整控制器参数，使得平衡车的特性趋向于参考模型，当平衡车上的有效负载变化时，控制器可以快速调节控制参数，增加了控制算法的鲁棒性和自适应性。

摘要： 本发明公开了一种基于鲁棒自适应控制算法的书法及雕刻机器人控制方法，包括：步骤1：建立三自由度书法及雕刻机器人的动力学模型，根据动力学方程估算各关节的惯性力矩项H、向心力和哥氏力矩项C、重力矩项G，最后得出各关节的力矩估算公式，步骤2：设计鲁棒自适应控制器；步骤3：将控制器U计算出的指令发送给三自由度书法及雕刻机器人的关节执行器，控制机器人输出跟踪理想的轨迹。本发明基于鲁棒自适应控制算法的书法及雕刻机器人控制方法，能够在有未知执行器故障且具有未知外界干扰的情况下，保证机器人的输出跟踪理想轨迹，跟踪误差能快速收敛到理想范围内，控制精度高，且能保证机器人任意误差的瞬态性能。

摘要： 本发明公开了一种双反馈鲁棒自适应控制方法及其控制系统结构，继承了L

摘要： 本发明公开了一种基于动态补偿系统的固定翼无人机纵向运动鲁棒自适应控制方法，包括以下步骤：步骤1、建立固定翼无人机纵向运动动力学模型；步骤2、设计动态补偿系统，估计系统不确定；步骤3、设计自适应飞行控制律，利用步骤2所得动态补偿系统信号对未知建模不确定与外干扰进行补偿；步骤4、构建闭环Lyapunov函数，设计、分析飞行控制律参数，确保无人机纵向运动的稳定性。本发明设计了一种自适应鲁棒飞行控制器，解决了强不确定、非严格反馈约束条件下的固定翼无人机纵向运动控制问题。

摘要： 本发明提出一种基于事件触发策略的水下滑翔机鲁棒自适应俯仰角控制方法，首先计算水下滑翔机俯仰角跟踪误差，设计俯仰角速度的虚拟控制律。其次基于虚拟控制律和当前水下滑翔机俯仰角速度，计算角速度速度跟踪误差，再基于俯仰角与俯仰角速度跟踪误差，得到滑块位移控制命令输入。为了降低执行器动作频率，设计了固定阈值事件触发条件，仅仅当触发条件被满足时将命令信号传递至执行器。同时，设计了鲁棒自适应阻尼项以镇定模型不确定项和外界扰动。从仿真结果来看，在本发明所提出的事件触发鲁棒自适应控制器控制下，水下滑翔机的俯仰角跟踪误差收敛到零，系统能够比较好地跟踪期望信号。

摘要： 本发明提供了一种基于扰动观测器的软体机器人鲁棒自适应控制方法，包括以下步骤：设计滑模观测器，根据滑模观测器的结构得到估计误差动态方程，用滑块区域简化估计误差动态方程；建立软体机器人的动力学模型，定义期望轨迹和跟踪误差，将期望轨迹和跟踪误差代入软体机器人的动力学模型得到跟踪误差模型；通过扰动观测器对系统不确定性上边界进行自适应更新；基于滑模观测器和扰动观测器对跟踪误差模型设计控制器，设计补偿器，定义滑模面；证明系统的稳定性和系统一直驻留在滑块区域内。本发明提供的控制方法，引入了扰动观测器，解决了现有技术中系统不确定性边界未知的情形，提高了软体机器人的鲁棒性和跟踪精度。

摘要： 本发明公开了针对未知死区的柔性机械臂的鲁棒自适应控制方法，包括以下步骤，建立系统的动力学模型，构建Lyapunov函数Ξ(t)并分析柔性机械臂系统的稳定性。通过对单连杆柔性机械臂系统进行动力学分析并建立数学模型，同时将输入死区环节进行线性化分解，设计出能够消除输入死区影响的鲁棒自适应控制器，接着在所设计控制方法作用下对柔性机械臂系统稳定性进行分析，并通过数值仿真模拟系统的运动状态，根据理论分析和仿真结果来调节控制器的参数，使之在死区影响下具有较好的振动抑制和跟踪性能采用自适应方法，使得控制算法可以不需要提前明确系统参数，而是可以通过自适应律逐步迭代，系统所需的传感器和控制少，成本低，前景广。