一类直接模型参考Backstepping自适应控制

提出一种新的直接模型参考Backstepping自适应控制系统结构:谈系统在直接模型参考卓适应控制(MRAC)结构的基础上,增加了Beckstepping控制信号发生器,通过Backstepping方法的灵活设计获得良好的过渡过程品质,得到直接MRAC在稳定性和鲁棒性设计等方面的优点.采用高阶调节器设计了未具规范化的直接模型参考Backstepping自适应律,克服了传统自适应律引入规范化信号后使系统过渡过程品质下降的缺点.     

基于Backstepping的高超声速飞行器模糊自适应控制

提出了高超声速飞行器的模糊自适应控制方法.根据飞行器纵向模型的特点,分别设计了基于动态逆的速度控制器和基于Backstepping的高度控制器,模糊自适应系统用来在线辨识飞行器模型由于气动参数的变化而引起的不确定性,采用Lyapunov理论设计的自适应律保证了系统的稳定性与指令跟踪的精确性.仿真使用了高超声速飞行器的纵向模型对算法进行了验证,得到了较满意的控制效果.     

基于扩展自适应Backstepping设计的TCSC非线性控制的新方法

首先针对一般的参数反馈型非线性系统提出一种扩展自适应Backstepp ing方法.该方法不仅保留系统的非线性特性和对未知参数的实时在线估计,而且突破经典的确定性等价性原理来设计参数估计器和动态反馈控制器.该方法可用于带有TCSC(thyristor controlled series compensation)的单机无穷大系统.仿真结果表明,该方法在系统响应和自适应速度方面优于传统的Backstepp ing方法.     

永磁直线同步电机的自适应Backstepping滑模控制研究

针对永磁直线同步电机(PMLSM)控制系统的不确定性因素,提出了自适应 Backstepping滑模控制器,实现运动跟踪。建立 PMLSM 系统模型,采用 Backstepping 设计,在滑模控制的基础上,基于 Lyapunov 函数设计自适应率,改善控制性能。仿真结果表明,系统具有稳定快速的跟踪性能,考虑实际系统中参数不确定性因素,控制器仍具有较强鲁棒性。     

双电机驱动伺服系统的Backstepping自适应控制

针对存在未知齿隙等非线性的双电机驱动伺服系统的控制问题,给出了双电机驱动伺服系统的模型,应用Backstepping方法,引入虚拟控制量的概念,通过逐步递推选择Lyapunov函数,设计了基于状态反馈的自适应控制器,进行了稳定性分析。仿真结果表明,所提出的控制策略不需要知道系统内部不确定性参数,控制系统具有良好的位置跟踪性能和较强的鲁棒性。     

Backstepping设计方法及应用

Backstepping设计方法是针对不确定性系统的一种系统化的控制器综合方法，是将Lyapunov函数的选取与控制器的设计相结合的一种回归设计方法．它通过从系统的最低阶次微分方程开始，引入虚拟控制的概念，一步一步设计满足要求的虚拟控制，最终设计出真正的控制律。本文介绍了Backstepping设计方法在线性系统和非线性系统中的具体实现，并对它的应用做了简单的综合介绍。     

TCSC控制的一种新自适应Backstepping方法

针对带有TCSC（Thyristor Controlled Series Compensator）的单机无穷大电力系统,提出一种新的TCSC自适应非线性控制Backstepping方法．该方法不仅保留了系统的非线性特性和对未知参数的实时在线估计,而且突破了经典的确定性等价性原理来设计参数估计器和动态反馈控制器．仿真结果表明,与基于传统自适应Backstepping得到的控制设计相比较,这种新方法在系统响应和自适应速度方面具有更优越的性能,从而为工程应用提供了一种有效的选择．     

严格反馈混沌系统的Backstepping控制同步设计

对严格反馈混沌系统,提出了一种基于Backsteping的混沌同步一般方法,在每一步逆推设计算法中构造虚拟控制器,使得相应的Lyapunov函数导数负定,在最后一步中给出一个控制器使得驱动系统与响应系统的同步。以Windmi混沌系统为例,进行系统分析,给出了控制器,使控制后的响应系统与驱动系统的状态误差趋于0。对参数未知的情形也进行了讨论,并给出了参数自适应率与相应的控制器。数值模拟与仿真结果说明该控制策略的有效性。     

基于变速趋近律的机电伺服系统自适应滑模控制

针对带有摩擦力矩、负载力矩以及扰动力矩等不确定性的机电伺服系统,提出一种基于变速趋近律的自适应滑模控制方法.首先,构造双曲正切型辅助函数并设计新的变速趋近律,用以调节滑模变量的收敛速度,使其在到达减速点之前具有较快的收敛速度,而在到达减速点以后则能有效削弱抖振.在此基础上,构造自适应滑模控制器,保证系统位置输出能够快速...     

基于Backstepping的非一致轨迹迭代学习控制研究

针对一类在有限时间区间上可重复运行的高阶混合参数化非线性系统,利用改进Backstepping方法,将参数重组技巧和分段积分机制相结合,提出了一种混合自适应迭代学习控制算法。该算法由参数的微分-差分型自适应律和学习控制律组成,可以处理目标轨线迭代可变的跟踪问题。通过构造Lyapunov-like泛函使得跟踪误差的平方在一个有限时间区间上的积分收敛于零,同时保证所有信号均在有限时间区间内有界。仿真结果说明了所提算法的有效性。     

基于回推算法的自适应PID控制研究

本文主要针对二阶模型,设计了一种基于回推算法的自适应PID控制器。通过对回推过程的第一步误差的积分,获得了新的积分作用。在非自适应控制中,采用调节回推估计器参数的方法来改善控制效果;而在自适应控制中,通过调节参数σ进行补偿,从而避免了参数的漂移。最后对算法作了仿真验证。     

四旋翼飞行器姿态的自适应反演滑模控制研究

微小型四旋翼飞行器是一种欠驱动、强耦合的非线性系统.针对四旋翼飞行器控制中的姿态控制优化进行研究,建立了四旋翼飞行器完整的姿态运动模型,为提高系统响应速度和抗干扰性,在反演控制基础上与自适应和滑模控制方法相结合,根据Lyapunov稳定性进行控制系统设计,并选取合适的控制参数使所设计的控制系统是渐进稳定的,最终设计了一种基于自适应反演滑模算法的姿态控制器.通过计算机仿真软件进行验证,结果表明所设计的控制器与其它算法相比具有更快的响应时间和很强的鲁棒性.     

新能源汽车电静液制动系统抗饱和反演控制

对电静液制动系统存在的未知非线性及参数时变特点,提出一种控制输入受限条件下的反演控制策略。建立电静液作动器的状态空间模型并表达为严格反馈形式,将建模误差及未建模动态视为未知干扰,结合反演步骤设计参数自适应律,实时估计未知扰动。设计抗饱和补偿器,将控制器输出与被控对象输入信号之差作为抗饱和补偿器的输入,构成反馈回路消除饱和现象。应用Lyapunov方法证明闭环系统的渐近稳定性,闭环系统信号一致有界,压力跟踪误差可通过改变补偿器的参数进行调节。仿真及试验结果表明,所提控制方法具有较强的自适应能力,与传统反演方法相比,鲁棒性和控制性能得到显著提高。     

磁悬浮系统的基于RBF网络的自适应反推控制

针对一类磁悬浮系统,研究了基于RBF网络的自适应反推控制器的设计和分析问题.首先在较弱的条件下,通过引入一监督控制,保证了闭环系统的状态落入一紧集中;然后通过RBF网络的逼近性质和反推设计技术,给出了一种鲁棒自适应控制器的设计;最后利用Lyapunov稳定性理论,严格地分析了这种自适应控制系统的稳定性和跟踪性能.     

具有参数和负载不确定性的感应电机自适应反步控制

基于磁场定向坐标系下的感应电机模型,采用自适应反步方法设计控制器,通过选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性．进而逐步导出控制律和参数自适应律．该方法可在电机参数发生变化和出现负载扰动的情况下,实现转速和转子磁链的渐近跟踪．仿真结果证实了该方法的有效性．     

基于DRFNN的共振频率自适应反推控制

针对共振破碎机频率控制系统的不确定性问题,提出基于动态递归模糊神经网络的自适应反推控制策略。建立了破碎机频率控制系统的数学模型,在忽略不确定性项的前提下,设计了基于自适应Back-stepping方法控制律。其次将电液系统中影响频率控制性能的不确定性因素定义为待估计项,采用动态递归模糊神经网络对其进行实时估计,给出了基于动态递归模糊神经网络的参数自适应律,并通过了Lyapunov的稳定性分析。仿真实验和车载测试结果表明,对于系统参数的不确定性,该方法具有较好地频率控制性能。     

An Efficient Numerical Solution of Fractional Optimal Control Problems by using the Ritz Method and Bernstein Operational Matrix

This paper deals with the Ritz spectral method to solve a class of fractional optimal control problems (FOCPs). The developed numerical procedure is based on the function approximation by the Bernstein polynomials along with fractional operational matrix usage. The approximation method is computationally consistent and moreover, has a good flexibility in the sense of satisfying the initial and boundary conditions of the optimal control problems. We construct a new fractional operational matrix applicable in the Ritz method to estimate the fractional and integer order derivatives of the basis. As a result, we achieve an unconstrained optimization problem. Next, by applying the necessary conditions of optimality, a system of algebraic equations is obtained. The resultant problem is solved via Newton's iterative method. Finally, the convergence of the proposed method is investigated and several illustrative examples are added to demonstrate the effectiveness of the new methodology.     

Adaptive Robust Control of an Omnidirectional Mobile Platform for Autonomous Service Robots in Polar Coordinates

This paper presents an adaptive robust control method for trajectory tracking and path following of an omni-directional wheeled mobile platform with actuators’ uncertainties. The polar-space kinematic model of the platform with three independent driving omnidirectional wheels equally spaced at 120 from one another is briefly introduced, and the dynamic models of the three uncertain servomotors mounted on the driving wheels are also described. With the platform’s kinematic model and the motors’ dynamic model associated two unknown parameters, the adaptive robust controller is synthesized via the integral backstepping approach. Computer simulations and experimental results are conducted to show the effectiveness and merits of the proposed control method in comparison with a conventional PI feedback control method.     

四足机器人躯干重心稳定的变步长行走研究

在机器人稳定性控制优化问题的研究中,四足机器人行走过程中躯干重心位置的波动是运动不平稳的一个重要原因,也会带来机器人的低能效比和机械寿命缩短等问题.为了解决上述问题,研究了四足机器人行走过程中保持重心稳定的方法,提出重心无波动关节运动规划方法.从静止加速到指定速度的过程,速度的增加按S型曲线变化,保证重心的平稳加速;在恒速行走过程中,以躯干重心位置变化的加速度为零、足端在起脚和落脚位置的冲击为零作为约束条件,计算出四足机器人各关节的运动函数,保证了行走过程的重心平稳.机器人行走的步长在行走过程中动态计算,计算依据是保证整个行走过程中重心在水平面的投影始终在机器人支撑脚所在多边形范围之内,可进一步减小重心在垂向的波动.对所提方法进行了计算机仿真,运动规划及关节驱动函数在Matlab中实时解算,运动过程的程序控制采用Matlab的状态机技术,四足机器人行走的动力学过程用Adams实时计算.仿真过程中四足机器人行走平稳,实际重心曲线在横向和垂向的偏移波动极小,表明提方法对于重心的控制是有效的,为机器人稳定行走设计提供了依据.     

A family of Newton-type methods for solving nonlinear equations

A family of Newton-type methods free from second and higher order derivatives for solving nonlinear equations is presented. The order of the convergence of this family depends on a function. Under a condition on this function this family converge cubically and by imposing one condition more on this function one can obtain methods of order four. It has been shown that this family covers many of the available iterative methods. From this family two new iterative methods are obtained. Numerical experiments are also included.