摘要：对带有被动轮的蛇形机器人进行速度跟踪控制时,利用传统的动力学建模方法得到的动力学方程复杂且不利于控制器的设计.本文基于微分几何的方法将带有被动轮的蛇形机器人动力学投影到速度分布空间中,得到了动力学与控制统一模型,更有利于速度跟踪控制器的设计.考虑到蛇形机器人在进行速度跟踪时容易出现奇异位形,提出增加头部扰动速度的方法.基于头部扰动速度和统一模型,提出避免奇异位形的速度跟踪控制方法,最后通过逆向动力学得到控制力矩.文中对速度跟踪控制进行了数值仿真和实验验证.仿真和实验结果表明,提出的速度跟踪控制方法能够跟踪想要方向的速度,并且在跟踪过程中可以有效地避免奇异位形.

摘要：实际汽车行驶总承担不同的载荷以及运行状态(如速度)变化,以横摆角速度跟踪反馈为控制逻辑,设计μ综合鲁棒控制器来抑制外部干扰,优化权函数,实现了传统四轮转向4WS(Four-wheelsteering)车辆控制器难于达到的性能指标。仿真表明,所设计的4WS汽车μ综合鲁棒控制器不仅可使其具有良好操纵性能鲁棒性和稳定鲁棒性,即对外界干扰具有很好的抑制性能且不敏感于车辆参数变化,也改善了以往H∞控制器设计偏于保守的问题。

摘要：列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗扰算法开展车速跟踪控制器设计,并针对自抗扰控制器参数多、整定难的制约问题,采用改进粒子群算法进行参数寻优。仿真结果表明:相比传统算法,自抗扰控制算法表现出抗扰能力强、跟踪精度高、响应速度快等优势。该方法对于其他速度跟踪乃至大部分运动控制,具有一定的学术参考意义和实际应用价值。

摘要：为风力发电系统设计了全程速度跟踪自适应控制器,以保证风轮机的转子转速在整个风速全程变化范围内都能迅速跟踪上给定的希望速度,希望的速度曲线是根据考虑了风速大小、转子所允许的最大转速和额定功率将风轮机转子转速划分为3个不同的运行区域给出的。在这3个区域中可保证风力发电机最大程度的获取风能,同时又可安全可靠运行。理论推导和仿真研究结果均表明,所设计的控制器能驱使闭环风力发电系统在整个运行过程中很好地跟踪所给定的速度曲线,从而实现了最大利用风能且安全运行的设计目的。

摘要：在分析直流无刷电机的数学模型的基础上,通过研究双电机速度跟踪伺服系统的结构与运行原理,对系统建立有效的仿真模型,完成了系统的计算机仿真。在MATLAB/Simulink环境下,采用基于位置的电控式跟踪控制策略,构建了双电机速度跟踪伺服系统仿真模型,主电机采用速度、电流双闭环控制,从电机在双闭环基础上外加位置环完成速度跟踪,并选择数字PID控制算法对系统进行仿真实验。仿真试验结果与系统设计要求一致,验证了数学模型的有效性及控制系统的合理性,有利于加快实际系统设计和调试的进程。

摘要：以无人驾驶轻型战术轮式越野车辆为平台,开展模型预测纵向速度跟踪控制实车试验研究。针对平台控制特性设计合适的下位控制器,使用Matlab/Simulink与包含气压制动系统的TruckSim车辆联合仿真初步测试系统可行性,并在沥青路和土路分别进行实车试验。试验结果表明:模型预测速度跟踪控制系统能够克服气压制动延时长、整车质量重、越野路况行驶阻力波动大等模型误差和不确定干扰,自适应调节期望加速度大小,实现不同行驶工况高精度速度跟踪。试验过程驱动/制动切换平稳、无振荡,且能够像熟练驾驶员一样充分利用发动机辅助制动,必要时既不施加电控制动,也不请求发动机输出转矩。系统使用现代车辆易于获得的车辆状态参数,便于向其他车辆移植,可作为无人车辆车体控制得力技术加以推广。

摘要：针对列车速度跟踪问题和自抗扰控制器(Nonlinear Active Disturbance Rejection Controller,NLADRC)参数整定问题,设计了一种基于强化学习自抗扰的高速列车速度控制算法.首先,采用结构简化的Levant跟踪微分器,提高对输入信号的跟踪.其次,设计基于ifaln函数改进扩张状态观测器的二阶NLADRC,解决误差大时系统增益大的问题.再次,考虑列车追踪要达到高精度的需求,控制器应该有良好的稳、动态性能,提出综合型目标函数指标.最后,根据列车运行系统特点设计长时连续动作强化学习器(Long Time Continuous Action Reinforcement Learning Automata,LTCARLA),在保持控制器非线性优势的情况下进行参数整定.实验结果表明:该算法在外加干扰作用下,跟踪误差仍能保持在±0.06 km/h间,抗扰性强,学习出的这组参数值能使控制器性能最优.

摘要：磁浮列车的速度跟踪控制具有典型的非线性、大时滞、多约束等特点,制约磁浮列车在节能运行、智能驾驶和精准停车等方向的发展。针对磁浮列车的速度跟踪控制的大时滞问题,首先运用自抗扰控制理论,改进并分解控制器结构,推演分析其改进后的传递函数;其次,对控制系统结构进行了优化,并在低频域对控制系统进行传递函数等效;第三,基于等效传递函数,提出1阶惯性环节加时滞环节(First order plus time delay,FOPTD)模型;第四,基于FOPTD模型,提出改进自抗扰控制器的参数调整方法;最后,在Simulink仿真环境下,搭建了磁浮列车速度跟踪系统。验证了基于改进自抗扰控制器的列车速度跟踪系统对正弦信号的跟踪能力,并比较了其与基于其他2种控制器(常规自抗扰控制器、2自由度比例-积分-微分控制器)(Two-Degree-of-Freedom Proportion-Integral-Derivative Controller,2DOF-PID)的列车速度跟踪系统的抗阶跃扰动能力,同时,在具体算例中,对比了改进自抗扰控制器与常规自抗扰控制器、2DOF-PID跟踪目标速度曲线效果,并进行了误差分析。仿真结果表明:在相同路况条件下,相比于基于其他2种控制器的磁浮列车速度跟踪系统,本文设计的磁浮列车速度跟踪系统能够在不同路段精准跟踪目标速度曲线。该控制方法对其他运动控制问题的学术研究和工程应用也具有很好的参考价值。

摘要：针对离合器控制系统中存在的非线性、外部干扰和参数不确定问题,提出了基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制方法。考虑系统参数的不确定性和外界干扰等不确定因素,建立了单个离合器起步动力学模型;基于微分几何的反馈线性化方法,得出系统的控制律;采用基于趋近律的滑模控制方法,设计了存在不确定干扰的离合器控制系统滑模控制器。利用Lyapunov理论对系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明该控制器使离合器接合过程的速度跟踪精度高,且鲁棒性好。

摘要：由于负载扰动和电动机内部参数变化会降低系统的伺服性能,因此为了消除这些不确定因素的影响,保持系统的跟踪性能,提出了一种将变结构控制和反推控制相结合的速度跟踪控制策略.反推法可以保证系统的全局一致渐近稳定,但对变化较快和较大的不确定扰动抑制不够理想;变结构控制具有快速响应及对不确定因素的不变性等优点,采用反推和变结构相结合的控制方法能够实现快速的速度渐近跟踪,同时系统控制器能够保证系统在电动机参数和外界负载变化时具有较强的鲁棒性.应用Matlab仿真验证了系统设计的有效性和可行性.