坦克炮控伺服系统未知摩擦的自适应补偿控制

摩擦的存在导致坦克炮控系统出现低速爬行等现象,使系统性能变差。针对该系统,提出未知摩擦的自适应补偿控制。更具一般性的未知摩擦及系统的参数不确定性使得对摩擦的自适应补偿变的非常困难。在控制器设计中,通过精确估计摩擦及系统中的未知参数、观测摩擦内动态对其进行补偿,从而避免了由于简单地把摩擦看成外界扰动进行补偿所造成的系统性能的损失。同时全面考虑了系统的不确定性和外界扰动,使得控制器有较强的抗干扰性。     

基于组合非线性反馈的机器人鲁棒控制方法

自身关节摩擦或外部环境扰动不可避免地会对机器人系统产生不利影响,致使系统产生定位误差和抖动,从而弱化系统的控制性能。所使用的方法在组合非线性反馈(CNF)控制器的基础上加入干扰估计补偿项(鲁棒项)所形成的新型控制器可以有效地解决这个问题。最终仿真结果表明,新型控制器不但能保留原有组合非线性反馈控制方法的优点,还可以有效抑制摩擦等扰动对系统的影响,使系统获得更好的控制性能并保持较强的鲁棒性。     

飞行器执行机构故障的鲁棒容错控制器设计

针对具有冗余操纵机构飞行器的执行机构故障,提出了一种主控制器加补偿控制器的鲁棒容错控制器结构。两个控制器可分开单独设计。系统无故障时,仅主控制器作用,保证被控系统具有较高的性能;系统发生故障后,启用补偿控制器,在保证闭环系统稳定的前提下尽可能地补偿故障对系统造成的影响。控制器可以兼顾系统的性能鲁棒性和容错性,可作为自修复飞行控制系统中的应急控制律。采用PID基于扩张状态观测器的故障补偿的方法实现了该控制器结构。最后,以飞机方向舵卡死故障为例,验证了该控制器的正确性和有效性。     

无摩擦的空气轴承技术对超精密加工机床进给驱动系统的控制需…

加工过程中随着对精密度和加工环境的要求的不断提高,越来越需要在机床的结构和控制器原理这两者之间进行特殊的组合。近年来,为了补偿进给驱动系统的直接导轨的摩擦造成的影响,人们发明了大量的控制决策,例如［１］－［３］。他们虽然提供了各式各样的功能强大的非线性的机构,但通常又使用相当复杂的计算机算法来耗费系统资源。借助于先进的空气静压轴承技术（ＦＶＭ－空气－轴承）摩擦可以被彻底消除,因而直线导轨也就不存在     

光电稳定平台中Stribeck摩擦力矩的补偿方法

针对光电稳定平台低速控制伺服系统中经典PI控制器不能很好地补偿Stribeck摩擦力矩的问题,提出了一种滑模变结构控制策略。通过仿真分析得出,滑模变结构控制的超调量为0.01 rad/s,小于经典控制的超调量0.07 rad/s,同时滑模变结构控制的调节时间为0.16 s,也小于经典控制的调节时间0.23 s;并且对于载体扰动,滑模变结构控制的补偿时间为0.13 s,小于经典控制的补偿时间0.27 s。仿真结果表明,采用滑模变结构控制补偿Stribeck摩擦力矩后,光电稳定平台的抗干扰能力得到了有效提高。     

基于摩擦模型的固冲发动机流量调节控制

针对固冲发动机流量调节伺服控制系统在实际运行中存在摩擦负载的问题,提出一种基于Lu Gre模型的自适应摩擦补偿方法。考虑到摩擦模型的参数会随系统变化而发生改变,采用反步(Backstepping)方法设计自适应摩擦补偿控制方案。在分析流量调节伺服系统数学模型的基础上,运用Matlab对伺服系统直流无刷电机电流、速度、位置三闭环系统进行建模和系统仿真,并与采用常规PID算法的系统进行了比较。仿真结果表明基于Lu Gre摩擦模型的Backstepping自适应摩擦补偿控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,优于常规PID控制系统的性能。采用该补偿方案能有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,为提高固冲发动机流量调节伺服系统的动态跟踪性能奠定基础。     

等效扰动的炮控系统非线性自适应补偿控制方法

坦克炮控系统内部存在摩擦、齿隙和参数漂移等多种非线性,严重影响了系统性能的发挥。基于“等效扰动”的思想,将系统的各种非线性环节等效为外部扰动,从而将复杂的非线性系统转化为带可测扰动的线性系统。在此基础上设计了基于扩张状态观测器的自适应模型跟随控制器,实现了炮控系统多种非线性的补偿控制,实验表明,这种控制方法能够有效地抑制非线性扰动的影响,改善系统性能,且易于工程实现。     

主动悬架多时滞补偿的一般方法

针对多轮车辆每个受控悬架时滞不相等导致预测控制效果不理想的问题,提出多时滞补偿的一般方法。首先,建立多轮车辆主动悬架的一般模型,设计无时滞补偿控制器;然后,考虑到每个主动悬架时滞不相等,设计了具有时滞补偿控制器;最后,对设计的2种控制器进行了仿真验证。结果表明:与相等时滞相比,不相等时滞会恶化车辆振动状态;与无时滞补偿控制器相比,所设计的控制器能有效处理多时滞问题,且主动悬架中心与车体质心距离越远时,时滞的影响更明显。     

两种具有动力学补偿的机器人位置/力混合控制器

文中提出了采用前馈动力学补偿和实时动力学补偿的两种机器人位置/力混合控制器。仿真结果显示了这两种动力学补偿的有效性。由于动力学补偿的引入、机器人位置/力混合控制系统的性能得到明显改善。     

无摩擦的空气轴承技术对超精密加工机床进给驱动系统的控制需求的影响

加工过程中随着对精密度和加工环境的要求的不断提高,越来越需要在机床的结构和控制器原理这两者之间进行特殊的组合。近年来,为了补偿进给驱动系统的直线导轨的摩擦造成的影响,人们发明了大量的控制决策,例如[1]—[3]。他们虽然提供了各式各样的功能强大的非线性的机构,但通常又使用相当复杂的计算机算法来耗费系统资源。借助于先进的空气静压轴承技术(FVM—空气—轴承)摩擦可以被彻底消除,因而直线导轨也就不存在爬行现象,而阻尼比和垂直于进给方向的刚度却非常大,这种结构对所使用的控制决策提出了特殊的要求,本文就针对这些要求对各种方法进行了研究。