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基于神经网络的7-DOF机械臂时间收敛性研究 被引量:2
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作者 江杨林 徐向荣 +1 位作者 刘雪飞 朱佐君 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期55-58,63,共5页
为解决7自由度(DOF)机械臂在利用径向基函数(RBF)神经网络自适应控制克服外界扰动时出现追踪慢的问题,提出了具有时变约束状态的神经网络自适应控制方案,给出了机械臂动力学方程,由神经网络训练求出权重;设计控制律,建立李雅普诺夫函数... 为解决7自由度(DOF)机械臂在利用径向基函数(RBF)神经网络自适应控制克服外界扰动时出现追踪慢的问题,提出了具有时变约束状态的神经网络自适应控制方案,给出了机械臂动力学方程,由神经网络训练求出权重;设计控制律,建立李雅普诺夫函数方程和不对称项推导其收敛性;利用Simulink仿真,针对时间收敛性分析了角位移、角速度、力矩以及扰动拟合;设计范围参数,以遗传算法(GA)优化。系统仿真结果表明,在保证控制精度的条件下,时间收敛性明显增快。 展开更多
关键词 7自由度机械臂 动力学 时变约束 遗传算法
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一种改进的多胞模型飞行预测控制算法研究
2
作者 李俊玲 张楠 赵明 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第3期318-320,共3页
为提高传统模型预测控制的精度,改进了一种多胞模型变权值预测控制算法,阐述基于变权值矩阵的多约束的鲁棒预测控制算法,分析具有时变约束的变权值矩阵特性,利用飞行航空状态进行模拟仿真,通过对传统算法和改进算法进行比对,验证算法精... 为提高传统模型预测控制的精度,改进了一种多胞模型变权值预测控制算法,阐述基于变权值矩阵的多约束的鲁棒预测控制算法,分析具有时变约束的变权值矩阵特性,利用飞行航空状态进行模拟仿真,通过对传统算法和改进算法进行比对,验证算法精度的提高. 展开更多
关键词 多胞模型 预测控制 时变约束
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时变输出约束机械臂系统渐近跟踪控制
3
作者 常太群 赵林 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第1期72-76,共5页
针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非... 针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非对称时变约束条件;此外,自适应渐近跟踪控制可以保证在存在不匹配扰动的情况下,跟踪误差渐近收敛于零。该控制器设计采用了事件触发控制策略,在必要时产生控制输入,减少通信负担,提高了控制性能;最后,通过对非对称时变约束下的双连杆机械臂系统进行仿真,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂系统 渐近跟踪控制 命令滤波反步 事件触发控制 非对称时变约束
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基于全驱系统方法的高阶严反馈系统时变输出约束控制
4
作者 蔡光斌 肖永强 +2 位作者 胡昌华 杨小冈 凡永华 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期372-385,共14页
针对输出受不对称时变约束的不确定高阶严反馈系统,提出一种基于全驱系统方法的高阶自适应动态面输出约束控制方法.所研究的高阶严反馈系统,每个子系统都是高阶形式,通过非线性转换函数将原输出约束系统转换为新的无约束系统,从而将原... 针对输出受不对称时变约束的不确定高阶严反馈系统,提出一种基于全驱系统方法的高阶自适应动态面输出约束控制方法.所研究的高阶严反馈系统,每个子系统都是高阶形式,通过非线性转换函数将原输出约束系统转换为新的无约束系统,从而将原系统输出约束问题转化为新系统输出有界的问题.进一步结合全驱系统方法和自适应动态面控制,直接将每个高阶子系统作为一个整体进行控制器设计,而不需要将其转化为一阶系统形式,有效简化了设计步骤;同时通过引入一系列低通滤波器来获得虚拟控制律的高阶导数,以代替复杂的微分运算.基于Lyapunov稳定性理论证明闭环系统所有信号是一致最终有界的,系统输出在满足约束的条件下能有效跟踪期望的参考信号,且可通过调整参数使得系统跟踪误差收敛到零附近的足够小的邻域内.最后,通过对柔性关节机械臂系统进行仿真,验证了所提出控制方法的有效性. 展开更多
关键词 全驱系统方法 高阶严反馈系统 时变输出约束 非线性转换函数 自适应动态面控制
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输入时延下约束不确定系统的有限时间控制 被引量:1
5
作者 王芳 赵瑞莹 周超 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期90-100,共11页
针对一类具有非对称时变输出约束和输入时延的不确定非线性系统,提出有限时间反步控制策略.首先,设计新型非线性变换函数将约束系统转化为无约束系统,解决非对称时变输出约束问题;其次,为了处理反步控制的“计算爆炸”问题,构造新型的... 针对一类具有非对称时变输出约束和输入时延的不确定非线性系统,提出有限时间反步控制策略.首先,设计新型非线性变换函数将约束系统转化为无约束系统,解决非对称时变输出约束问题;其次,为了处理反步控制的“计算爆炸”问题,构造新型的有限时间滤波器,且通过误差补偿机制消除滤波误差,采用Pade近似法和中间变量补偿输入时延对控制系统的影响;再次,根据Lyapunov理论证明闭环系统的实际有限时间稳定性,且输出不会违反约束;最后,通过滤波器的对比仿真和机械臂系统的仿真验证新型滤波器和有限时间控制策略的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 时变输出约束 时延 有限时间控制
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时变输出约束非完整系统的非缩放预设时间镇定控制设计
6
作者 高芳征 刘义亭 +1 位作者 李佩娟 赵贤林 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期248-255,共8页
本文针对一类具有时变输出约束链式非完整系统的预设时间镇定问题,首先通过tan型障碍Lyapunov函数处理系统输出约束,然后基于所给的新型切换时变函数,直接应用于虚拟(实际)控制器设计,提出了系统状态反馈镇定的非缩放变换设计方案.本文... 本文针对一类具有时变输出约束链式非完整系统的预设时间镇定问题,首先通过tan型障碍Lyapunov函数处理系统输出约束,然后基于所给的新型切换时变函数,直接应用于虚拟(实际)控制器设计,提出了系统状态反馈镇定的非缩放变换设计方案.本文所设计的控制器使得闭环系统状态不违反约束的同时,可在任意给定的有限时间内收敛到零点.与传统的基于缩放变换设计相比,本文所提出的控制策略既有效解决了控制器的计算奇异性问题,又减少了关于时变缩放函数的计算,使控制器设计更为简单.最后,通过仿真结果验证了所提设方法的有效性. 展开更多
关键词 非完整系统 时变输出约束 非缩放变换 预设时间镇定
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基于固定时间的多无人机系统自适应姿态控制
7
作者 于跃飞 林国怀 +1 位作者 郭子杰 李鸿一 《聊城大学学报(自然科学版)》 2023年第1期11-23,共13页
针对一类具有非对称输入饱和与时变输出约束的多无人机系统,提出一种自适应固定时间一致性姿态控制算法。首先,设计障碍李亚普诺夫函数限制姿态角输出信号在预设时变约束的边界内,同时利用径向基神经网络解决不确定非线性问题。其次,设... 针对一类具有非对称输入饱和与时变输出约束的多无人机系统,提出一种自适应固定时间一致性姿态控制算法。首先,设计障碍李亚普诺夫函数限制姿态角输出信号在预设时变约束的边界内,同时利用径向基神经网络解决不确定非线性问题。其次,设计与无人机姿态系统相同阶次的辅助系统,并利用辅助信号与误差变量构建坐标变换,补偿非对称输入饱和的影响。基于固定时间理论和李亚普诺夫稳定性理论,证明该控制算法能够保证多无人机系统的姿态角一致性跟踪误差在固定时间内收敛到原点附近的邻域内,且闭环系统内所有信号都是有界的。最后,通过仿真结果验证所提控制算法的有效性。 展开更多
关键词 多无人机系统 固定时间控制 姿态控制 时变输出约束 输入饱和
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考虑时变状态约束与输入饱和的PMSM随机系统指令滤波控制
8
作者 张雨 于金飞 +2 位作者 刘加朋 于海生 于金鹏 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2023年第1期15-28,共14页
针对考虑时变状态约束和输入饱和的永磁同步电机随机系统的位置跟踪控制问题,提出了一种基于障碍Lyapunov函数的指令滤波反步控制方案.首先,构造障碍Lyapunov函数以保证电流、转速等状态量不违反时变约束条件.随后,利用模糊逻辑理论处... 针对考虑时变状态约束和输入饱和的永磁同步电机随机系统的位置跟踪控制问题,提出了一种基于障碍Lyapunov函数的指令滤波反步控制方案.首先,构造障碍Lyapunov函数以保证电流、转速等状态量不违反时变约束条件.随后,利用模糊逻辑理论处理电机随机系统中的未知非线性项.此外,采用了指令滤波技术与误差补偿机制相结合的方法,不仅解决了传统反步法中出现的“计算爆炸”问题,而且消除了滤波误差的影响.仿真结果表明该控制器能有效抑制输入饱和与随机扰动的影响,提高系统的控制性能,同时能够保证电机系统所有状态在给定的约束范围内. 展开更多
关键词 指令滤波控制 时变状态约束 输入饱和 永磁同步电机 随机扰动
原文传递
具有时变通信受限非线性信息物理系统的网络化预测控制 被引量:1
9
作者 刘国平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期145-153,共9页
针对具有时变通信受限的一类非线性信息物理系统,本文采用网络化预测控制策略,对于时变通信时延和数据丢失,不是使用常规的被动方式抑制,而是进行主动补偿.为了使补偿时变通信受限的方式简单、主动和通用,提出了一种新颖的网络化非线性... 针对具有时变通信受限的一类非线性信息物理系统,本文采用网络化预测控制策略,对于时变通信时延和数据丢失,不是使用常规的被动方式抑制,而是进行主动补偿.为了使补偿时变通信受限的方式简单、主动和通用,提出了一种新颖的网络化非线性预测控制方法.所设计的网络化非线性预测控制器能达到具有与无网络的本地闭环控制系统完全相同的期望控制性能.同时,经系统稳定性分析,给出了闭环网络化非线性预测控制系统稳定的充要条件.数值算例说明了所提网络化非线性预测控制器设计方法对信息物理系统中时变通信延时实现了完全补偿. 展开更多
关键词 网络化预测控制 时变通信受限 非线性系统 信息物理系统
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基于容许集的多胞不确定系统三模RMPC
10
作者 秦伟伟 郑志强 +1 位作者 马建军 刘刚 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期973-978,983,共7页
针对输入和状态受约束的多胞不确定线性系统,提出了基于容许集的扩大吸引域三模鲁棒模型预测控制方法.在多面体不变集离线模型预测控制算法的基础上引入容许集,以多面体不变集序列的并集作为模态1,基于N步容许集的控制容许集作为模态2,... 针对输入和状态受约束的多胞不确定线性系统,提出了基于容许集的扩大吸引域三模鲁棒模型预测控制方法.在多面体不变集离线模型预测控制算法的基础上引入容许集,以多面体不变集序列的并集作为模态1,基于N步容许集的控制容许集作为模态2,并利用离线设计和在线优化的控制策略,设计了三模变终端约束鲁棒模型预测控制算法,以实现系统渐近稳定.该算法不仅降低了在线运算量,而且扩大了吸引域.最后的仿真结果验证了所提出算法的有效性. 展开更多
关键词 多胞不确定系统 容许集 三模模型预测控制 变终端约束
原文传递
基于有限时间算法的风机最大功率跟踪控制 被引量:2
11
作者 张正夫 郝万君 +1 位作者 吴宇 曹选 《苏州科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第4期76-84,共9页
风力发电系统长期运行在风速随机变化、未知输入扰动非零且不匹配不确定的环境中,针对这种运行状况,为了提高风力发电系统的最大功率点跟踪(MPPT)性能,提出一种基于有限时间控制策略达到预设性能的控制方案。通过引入一种新的时变约束函... 风力发电系统长期运行在风速随机变化、未知输入扰动非零且不匹配不确定的环境中,针对这种运行状况,为了提高风力发电系统的最大功率点跟踪(MPPT)性能,提出一种基于有限时间控制策略达到预设性能的控制方案。通过引入一种新的时变约束函数(time-varying constraining function,TVCF),将原来的有限时间跟踪控制问题转化为具有跟踪误差延迟约束的问题,然后通过使其稳定,优化了有限时间内预设性能的跟踪控制性能。该方法增强了对模型参数和外部扰动不确定的鲁棒性,提高了系统的全局渐进稳定性,使系统在参数改变以及外部扰动存在的情况下快速收敛跟踪误差。为了验证算法的有效性,将该方法与一阶滑模控制、传统比例积分微分控制在MATLAB/Simulink中进行控制器仿真实验,并进行了对比分析。实验显示,该算法的平均功率系数比使用PID控制时提高了4.06%,比使用一阶滑模时提高了1.55%。该算法相对于一阶滑模控制使得发电机的抖振现象减小了5.97%,证明了所提策略的有效性与优越性。 展开更多
关键词 风力发电机组 最大功率点跟踪 有限时间控制 时变约束函数 鲁棒性
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Stabilization of linear time-varying systems with state and input constraints using convex optimization 被引量:1
12
作者 Feng Tan Mingzhe Hou Guangren Duan 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2016年第3期649-655,共7页
The stabilization problem of linear time-varying systems with both state and input constraints is considered. Sufficient conditions for the existence of the solution to this problem are derived and a gain-switched(ga... The stabilization problem of linear time-varying systems with both state and input constraints is considered. Sufficient conditions for the existence of the solution to this problem are derived and a gain-switched(gain-scheduled) state feedback control scheme is built to stabilize the constrained timevarying system. The design problem is transformed to a series of convex feasibility problems which can be solved efficiently. A design example is given to illustrate the effect of the proposed algorithm. 展开更多
关键词 linear time-varying stabilization state constraints convex optimization
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直流电机跟踪误差时变约束控制
13
作者 陈丽君 姚建勇 杨贵超 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第12期368-372,458,共6页
电机伺服系统中存在各种未建模扰动,引起系统不稳定。在跟踪控制中如何有效的处理扰动并且对直流电机的输出进行限位控制成为目前研究的焦点。针对存在的问题,选取电机位置伺服系统作为研究对象,建立了系统的非线性模型,同时考虑了系统... 电机伺服系统中存在各种未建模扰动,引起系统不稳定。在跟踪控制中如何有效的处理扰动并且对直流电机的输出进行限位控制成为目前研究的焦点。针对存在的问题,选取电机位置伺服系统作为研究对象,建立了系统的非线性模型,同时考虑了系统的外干扰等建模不确定性;并且针对未建模干扰等不确定性通过扩张状态观测器进行估计并前馈补偿,提高了实际电机位置伺服系统对外干扰的鲁棒性;而且利用时变非对称障碍Lyapunov函数所设计的非线性鲁棒控制器能够对输出位置跟踪误差进行时变非对称约束,从而对电机的输出进行限位控制。所设计的非线性鲁棒控制器为全状态控制且控制电压连续,更利于在工程实际中应用。仿真结果验证为直流电机跟踪优化控制提供了依据。 展开更多
关键词 直流电机 扩张状态观测器 跟踪误差时变约束 障碍李雅普诺夫函数
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含未知控制系数的非对称时变全状态约束严格反馈系统的自适应控制
14
作者 吴忧 孙炜伟 《曲阜师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第2期28-38,共11页
研究了带有时变全状态约束和虚拟控制系数未知的非线性参数化严格反馈系统的控制器设计问题.在传统的自适应反推(backstepping)设计方法中,通过定义合适的误差变量并引入时变障碍Lyapunov函数(TVABLF)能够保证系统中的非对称时变全状态... 研究了带有时变全状态约束和虚拟控制系数未知的非线性参数化严格反馈系统的控制器设计问题.在传统的自适应反推(backstepping)设计方法中,通过定义合适的误差变量并引入时变障碍Lyapunov函数(TVABLF)能够保证系统中的非对称时变全状态约束条件不被破坏.同时可以证明闭环系统所有的信号一致最终有界以及跟踪误差保持在一个有界紧集中.仿真结果说明了该控制方案的有效性. 展开更多
关键词 时变全状态约束 未知虚拟控制系数 障碍Lyapunov函数 自适应反推法
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一种改进的鲁棒约束预测控制器的综合设计方法 被引量:7
15
作者 郑鹏远 席裕庚 李德伟 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期1040-1044,共5页
针对多包描述的不确定系统,提出一种新的鲁棒约束预测控制器.离线设计多包系统worst-case情况下性能最优的不变集,在线求解多包系统无穷时域性能指标的min-max优化问题.设计方法采用了时变的终端约束集,扩大了初始可行域,并能获得较优... 针对多包描述的不确定系统,提出一种新的鲁棒约束预测控制器.离线设计多包系统worst-case情况下性能最优的不变集,在线求解多包系统无穷时域性能指标的min-max优化问题.设计方法采用了时变的终端约束集,扩大了初始可行域,并能获得较优的控制性能.仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 鲁棒预测控制 不变集 时变终端约束集 线性矩阵不等式
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基于参数李雅普诺夫函数的鲁棒预测控制器 被引量:3
16
作者 郑鹏远 席裕庚 李德伟 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2008年第9期1065-1076,共12页
针对多包描述的不确定系统,提出一种新的鲁棒约束预测控制器.离线设计时引入参数Lyapunov函数以减少单一Lyapunov函数设计时的保守性,得到多包系统Worst-case情况下性能最优的不变集,在线求解多包系统无穷时域性能指标的min-max优化问题... 针对多包描述的不确定系统,提出一种新的鲁棒约束预测控制器.离线设计时引入参数Lyapunov函数以减少单一Lyapunov函数设计时的保守性,得到多包系统Worst-case情况下性能最优的不变集,在线求解多包系统无穷时域性能指标的min-max优化问题.设计采用了时变的终端约束集,扩大了初始可行域,而且能够获得较优的控制性能.仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 鲁棒预测控制 不变集 时变终端约束集 线性矩阵不等式 参数李雅普诺夫函数.
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一种时变约束控制自校正控制算法与应用
17
作者 胡力耘 卢杰特 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期51-55,共5页
提出一种约束控制量的自校正控制算法,其约束因子按指数规律衰减;给出了该约束因子适时恢复的方法,此算法克服了最小方差控制律和广义最小方差控制律所存在的缺点.仿真及实时控制的结果均表明此算法对工业过程控制具有实用参考价值.
关键词 自适应控制器 计算机控制 约束控制量 算法
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