摘要：针对任意级直线倒立摆系统,基于Lagrange方程,建立其动力学模型,为倒立摆系统建模提供了一个简洁的途径。然后针对存在不确定摆杆长度和外部扰动的一级倒立摆系统的稳定控制,采用坐标变换将一级倒立摆系统动力学模型转换为易于设计的级联规范型,基于此规范型提出了一种新的滑模控制策略。采用柔化符号函数的方法,消除了控制力抖振。并应用Lyapunov理论和摄动理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明所设计的控制器的有效性和鲁棒性。

摘要：针对具有二阶非完整约束特性的常规水面船舶,进行航迹跟踪控制设计.利用基于动态非线性滑模分解迭代设计的增量反馈控制方法,在船舶有一定进速的条件下仅利用舵设备即可完成欠驱动船舶的路径跟踪.该算法无需对不确定模型的参数或风、流干扰进行估计,并解除了要求参考航向已知和角速度持续激励的限制条件,能够同时进行直线和曲线的航迹跟踪.对"育龙"轮的非线性水动力模型仿真结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强的鲁棒性.

摘要：针对垂直起降(vertical take-off and landing,VTOL)飞行器在悬停模型下的控制问题,提出了一种非线性信息融合控制方法。首先通过可逆非线性变换引入新的控制量,实现对VTOL飞行器横向运动和垂向运动的解耦,然后利用非线性信息融合估计定理融合飞行器的期望跟踪轨迹和控制能量的软约束信息,以及状态方程和输出方程的硬约束信息,获得关于飞行器控制量的最优估计。信息融合控制方法基于被控对象的离散模型设计,具有易于实现的特点。仿真结果表明,非线性信息融合算法具有良好的控制效果。

摘要：基于滑模控制理论研究了一类欠驱动二维桥式起重机的控制器设计问题.首先,基于传统滑模控制方法设计一阶滑模面的控制器,以抑制桥式起重机在搬运负载时出现的负载摆动并实现位置跟踪;其次,分别设计2个滑模面并使之联合,建立一种新的分层滑模控制器,使得滑模控制更灵活;最后,通过Lyapunov方法证明在该控制策略下闭环系统的稳定性.仿真实验验证了所设计控制器的有效性.

摘要：针对一类典型欠驱动系统(轮式倒立摆)提出了一种动态面控制方法,以实现其自平衡控制.首先将轮式倒立摆的动力学模型转化为部分反馈形式,然后基于这种半严格反馈模型设计得到了动态面控制律.与机器人反步控制方法比较,所得到的控制器结构更为简单.通过李雅普诺夫方法,证明了闭环系统半全局一致有界,通过适当选取设计参数,系统误差可收敛到原点的一个小邻域内.仿真结果证明了该方法的有效性.

摘要：船舶直线航迹控制系统是一种单输入双输出系统,具有强非线性和典型的欠驱动特性;船舶运动又易受风、浪、流等干扰,使得航迹控制器的设计非常困难。本文给出了船舶直线航迹控制系统数学模型并对自抗扰控制技术(active disturbance rejection control technique,ADRC)进行了简要介绍。在原自抗扰算法的基础上,通过增加一个跟踪微分器以及控制律由两个被控量的误差组合而成的方法,突破了原有的自抗扰控制算法只适用于单输入单输出系统的限制,实现了船舶航向和横偏位移的良好控制。仿真结果证实了这种方法的有效性,不仅可以获得很好的系统动态性能和稳态性能,而且具有很强的鲁棒性。

摘要：针对二维定绳长欠驱动桥式起重机系统的定位与防摆问题,提出了一种基于趋近律的滑模控制方法。通过采用分层滑模控制,对起重机的两个子系统分别设计滑模面,并求取等效控制量;之后组合成第二级滑模面,将非线性趋近律引入控制系统并求取切换控制量,最终得到系统控制输入量。通过仿真实验研究,证明了设计的控制方法的可行性与有效性。

摘要：针对欠驱动双摆起重机系统的负载摆角在实际工作中难以有效测量和消摆时间长的问题,提出了一种无需负载摆角反馈的过阻尼自耦PD方法。该方法首先通过坐标变换来解决控制输出的耦合,然后引入虚拟控制量将双摆起重机系统分解为外环位移控制与内环吊钩摆角控制,同时将负载摆动的影响以及外部扰动定义为总扰动,进而将其等价映射为一个线性扰动系统。为了进一步提高控制系统的鲁棒性,在自耦PID控制理论的基础上提出自耦PD临界阻尼控制系统的思想,据此分别设计了外环与内环的过阻尼自耦PD控制器。且理论上分析了控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。最后通过仿真实验证明了本文控制方法可以实现双摆起重机的消摆控制。过阻尼自耦PD方法不仅具有较快的响应速度,而且不依赖模型参数以及对外部扰动具有良好的鲁棒性,能有效的解决双摆起重机系统的现有问题。

摘要：针对集装箱起重机这类欠驱动系统,基于智能控制的方法,提出一种基于滑模控制的防摇方法。该方法先通过对集装箱起重机的数学模型进行线性化运算,然后设计2种滑模控制器,对线性简化的模型进行滑模控制,通过李雅普诺夫方法来证明所进行的滑模控制的有效性。通过Matlab的Simulink来搭建仿真模型,仿真模型的图形结果验证了该方法对于集装箱起重机系统防摇控制方面的有效性。

摘要：针对一种非完整约束的典型欠驱动系统对象球形机器人,计算系统二阶非线性微分方程形式的动力学模型并验证其正确性,为非线性控制器的设计与研究提供基础。设计一种并联非线性PID控制方法,该方法将球形机器人系统看做两个单输入系统的组合,并针对每个单输入系统设计并联非线性PID控制器。在Simulink仿真实验中,证明了该控制策略能够实现机器人在平衡点附近的平衡控制与运动控制,同时在存在外界干扰情况下该控制器仍具有较好的响应特性和稳定性。