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全柔性空间机器人运动振动一体化输入受限重复学习控制 被引量：14
1
作者 付晓东 陈力 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期171-183,共13页
探究基座、臂、关节全柔性影响下空间机器人动力学模拟、运动控制及基座、臂、关节三重柔性振动主动抑制的问题,设计了不基于系统模型信息的运动振动一体化输入受限重复学习控制算法.将柔性基座与关节等效为线性弹簧与扭转弹簧,柔性臂... 探究基座、臂、关节全柔性影响下空间机器人动力学模拟、运动控制及基座、臂、关节三重柔性振动主动抑制的问题,设计了不基于系统模型信息的运动振动一体化输入受限重复学习控制算法.将柔性基座与关节等效为线性弹簧与扭转弹簧,柔性臂视为欧拉-伯努利梁模型,利用拉格朗日方程与假设模态法建立动力学模型,然后,用奇异摄动理论将模型分解为包含刚性变量与臂柔性振动的慢变子系统,包含基座、关节柔性振动的快变子系统,并分别设计相应的子控制器,构成了带关节柔性补偿的一体化控制算法.针对慢变子系统,提出输入受限重复学习控制算法,由双曲正切函数,饱和函数与重复学习项构成,双曲正切函数与饱和函数实现输入力矩受限要求,重复学习项补偿周期性系统误差,以完成对基座姿态、关节铰周期轨迹的渐进稳定追踪.然而,为了同时抑制慢变子系统臂的柔性振动,运用虚拟力的概念,构造同时反映臂柔性振动与系统刚性运动的混合轨迹,提出了基于虚拟力概念的输入受限重复学习控制器,保证基座、关节轨迹精确追踪的同时,对臂的柔性振动主动抑制.针对快变子系统,采用线性二次最优控制算法抑制基座与关节的柔性振动.仿真结果表明:控制器适用于一般柔性非线性系统,满足输入力矩受限要求,实现对周期信号的高精度追踪,有效抑制基座、臂、关节的柔性振动,证实算法的可行性. 展开更多
关键词 柔性基座 柔性臂 柔性关节 空间机器人 输入受限 重复学习控制
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基于指令滤波器的无人艇抗饱和动态面跟踪控制器设计
2
作者 陈宝文 郑妙珊 +1 位作者 李芊 李玥萱 《中国高新科技》 2024年第11期33-35,共3页
本文对带有外界干扰、输入受限情形下的无人水面艇轨迹控制问题开展了研究。首先,给出了考虑前进、横漂和艏摇的无人艇三自由度跟踪控制模型。其次,基于反步法、跟踪微分器和抗饱和辅助系统,提出了有限时间饱和动态面跟踪控制器,并通过... 本文对带有外界干扰、输入受限情形下的无人水面艇轨迹控制问题开展了研究。首先,给出了考虑前进、横漂和艏摇的无人艇三自由度跟踪控制模型。其次,基于反步法、跟踪微分器和抗饱和辅助系统,提出了有限时间饱和动态面跟踪控制器,并通过引入补偿信号消除了滤波器带来的微分误差,提高了控制系统的性能。最后,借助李雅普诺夫稳定性理论证明了所设计系统状态为有限时间稳定的,并通过数字仿真验证了所设计控制策略的有效性。 展开更多
关键词 无人艇跟踪控制 动态面控制 输入受限 指令滤波器
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输入受限及干扰下固定翼无人机强化学习控制
3
作者 孔飞 赵振根 +1 位作者 程磊 梁惠勇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期21-28,共8页
针对干扰下输入受限的固定翼无人机系统,提出一种基于Actor-Critic的强化学习控制器。首先,建立干扰下固定翼无人机纵向模型,设计带有积分项的性能函数来评估无人机的飞行状态和系统性能;然后,采用强化学习的Actor-Critic算法结构,用Ac... 针对干扰下输入受限的固定翼无人机系统,提出一种基于Actor-Critic的强化学习控制器。首先,建立干扰下固定翼无人机纵向模型,设计带有积分项的性能函数来评估无人机的飞行状态和系统性能;然后,采用强化学习的Actor-Critic算法结构,用Actor求解最小化策略性能函数的控制律,用Critic实现非线性性能函数的逼近;最后,加入Disturbance网络给无人机施加干扰以测试无人机的抗干扰性能,并采用动量梯度下降算法改善神经网络的学习速度和稳定性来加强无人机控制器的控制性能。仿真实验表明:与传统控制方法相比,提出的强化学习控制器能够在输入受限的情况下更快、更稳定地实现控制。 展开更多
关键词 固定翼无人机 输入受限 Actor-Critic 强化学习
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输入受限的植保机悬架喷杆系统位置跟踪控制 被引量：2
4
作者 芦泽阳 李树江 王向东 《农机化研究》 北大核心 2020年第3期21-26,共6页
针对目前大型植保机作业中喷杆跟随冠层高度控制效果不好及实际控制器未考虑输入受限的问题,提出了一种悬架喷杆系统位置跟踪控制策略。首先,建立了植保机悬架喷杆系统的非线性模型,利用双曲正切函数对输入饱和函数进行处理,并构造稳定... 针对目前大型植保机作业中喷杆跟随冠层高度控制效果不好及实际控制器未考虑输入受限的问题,提出了一种悬架喷杆系统位置跟踪控制策略。首先,建立了植保机悬架喷杆系统的非线性模型,利用双曲正切函数对输入饱和函数进行处理,并构造稳定的辅助控制信号;其次,采用改进反步控制方法,结合Nussbaum技术抑制虚拟控制增益的不确定性,实现对悬架喷杆系统位置控制器的设计;最后,通过构造适当的Lyapunov函数使各误差子系统实现最终一致有界,保证了植保机悬架喷杆系统的稳定性。仿真结果表明,所提出的控制策略具有良好的跟踪控制性能。 展开更多
关键词 输入受限 悬架喷杆系统 反步控制 NUSSBAUM增益 一致有界
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输入受限的漂浮基多柔性空间机器人轨迹跟踪的混合控制及振动主动抑制 被引量：1
5
作者 谢立敏 于潇雁 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期369-380,共12页
空间机器人在实际运作中往往会遇到控制系统输入受限的情况,这将严重影响系统的控制品质。考虑输入受限的情况,对漂浮基多柔性空间机器人系统进行研究。通过对系统进行运动学和动力学分析,构建系统的动力学方程。采用奇异摄动方法,将刚... 空间机器人在实际运作中往往会遇到控制系统输入受限的情况,这将严重影响系统的控制品质。考虑输入受限的情况,对漂浮基多柔性空间机器人系统进行研究。通过对系统进行运动学和动力学分析,构建系统的动力学方程。采用奇异摄动方法,将刚柔耦合系统分为慢变子系统和快变子系统,并为各个子系统设计控制方法。最终提出由改进的鲁棒滑模模糊控制方法、速度差值反馈控制法和线性二次最优控制方法组成的混合控制方法。该控制方法能够主动减小空间机器人完成期望运动所需的力矩,使系统适应输入受限的工作条件;同时能够补偿系统的不确定参数和外部干扰,最终实现系统运动的精确控制和振动的主动抑制。仿真对比实验证明了在输入受限的情况下,所提出的混合控制方法的有效性和强适应性。 展开更多
关键词 漂浮基空间机器人 输入受限 柔性 运动控制 振动抑制
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输入受限下机器人关节神经网络自适应控制
6
作者 雷源 李聪 +2 位作者 宋延奎 李俊阳 王森 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期101-111,共11页
针对机器人关节控制输入受限以及动力学模型中存在非线性摩擦、柔性变形和未知外部干扰力矩等问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的输入饱和指令滤波自适应控制方法。基于指令滤波反步法,采用饱和函数... 针对机器人关节控制输入受限以及动力学模型中存在非线性摩擦、柔性变形和未知外部干扰力矩等问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的输入饱和指令滤波自适应控制方法。基于指令滤波反步法,采用饱和函数约束控制输入的幅值,使用RBF神经网络在线逼近未知干扰,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的所有误差最终一致有界。仿真结果表明,控制算法不仅使系统的控制输入幅值被严格约束在规定的范围之内,完成了对目标轨迹的高精度跟踪(跟踪误差约为±0.003 rad),而且还可抵抗外部阶跃干扰力矩和建模误差对控制系统的不良影响,保证系统的高精度与强鲁棒性,性能优于PID(propotional integral derivative)控制和普通指令滤波反步控制(command filter backstepping control,CFBC),对机器人关节在高精度领域应用与智能控制具有重要价值。 展开更多
关键词 机器人关节 输入受限 指令滤波反步法 神经网络 自适应控制系统
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基于RBF神经网络的空间飞网机器人控制策略设计与改进 被引量：1
7
作者 张旭 刘远贺 梁彦刚 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2022年第3期73-80,共8页
针对空间飞网机器人清理空间碎片的任务,利用RBF神经网络和滑模控制理论研究了输入受限情况下的稳定控制问题。首先基于图论和质量集中法建立了空间飞网机器人系统的动力学模型,并进行了动特性分析。接着考虑机动单元质量和干扰上界未... 针对空间飞网机器人清理空间碎片的任务,利用RBF神经网络和滑模控制理论研究了输入受限情况下的稳定控制问题。首先基于图论和质量集中法建立了空间飞网机器人系统的动力学模型,并进行了动特性分析。接着考虑机动单元质量和干扰上界未知的情况,基于RBF神经网络方法设计了直接滑模控制器,可保证输入不受限下空间飞网机器人系统快速稳定。然后考虑执行机构物理约束,引入辅助系统,改进了基于RBF神经网络的直接滑模控制方法,证明了输入受限时系统的稳定性。最后通过数值仿真验证了所设计控制策略的有效性。 展开更多
关键词 空间飞网机器人 质量集中法 输入受限 RBF神经网络
原文传递
基于终端滑模的无人机编队协同控制
8
作者 段凯 高晗威 +2 位作者 王珂 孙铭阳 郭永 《海军航空大学学报》 2023年第6期483-489,518,共8页
文章研究了具有输入受限及外部干扰的无人机编队有限时间协同控制问题。首先,引入抗饱和辅助系统来解决执行器的饱和问题,利用自适应方法对扰动上界进行估计和补偿;然后,设计新型全局快速终端滑模的控制器,使得编队内各无人机在有限时... 文章研究了具有输入受限及外部干扰的无人机编队有限时间协同控制问题。首先,引入抗饱和辅助系统来解决执行器的饱和问题,利用自适应方法对扰动上界进行估计和补偿;然后,设计新型全局快速终端滑模的控制器,使得编队内各无人机在有限时间内收敛到指定的编队位置,并通过李雅普诺夫稳定性分析方法,证明控制方法的有效性;最后,对提出的控制方法进行数字仿真,验证了实际可行性。 展开更多
关键词 输入受限 编队控制 终端滑模控制 自适应控制
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有限投入下的普通村庄规划研究与实践 被引量：14
9
作者 张勇 杨晓光 +1 位作者 张静 孙加凤 《城市规划》 CSSCI 北大核心 2010年第B10期54-57,共4页
针对大量存在的普通村庄,在资金投入有限的前提下,尊重村庄发展的规律和村民的意愿,使村庄规划达到"突出乡村特征,提高村民的生活水平"的目标。通过对普通村庄存在的主要问题的总结分析,提出了有限投入下普通村庄规划的理念... 针对大量存在的普通村庄,在资金投入有限的前提下,尊重村庄发展的规律和村民的意愿,使村庄规划达到"突出乡村特征,提高村民的生活水平"的目标。通过对普通村庄存在的主要问题的总结分析,提出了有限投入下普通村庄规划的理念和解决的主要问题,并结合淳安县百亩畈村村庄规划的实践,对有限投入下普通村庄的规划进行了深入的研究实践。 展开更多
关键词 有限投入普通村庄 村庄规划 村庄意向
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