摘要：研究了静压油垫带来的非线性干扰对大口径天文光学望远镜跟踪精度的影响。分析了油垫干扰的成因;综合采用加速度计法和编码器法,精确测得了油垫的非线性干扰频率;通过分析油垫开启前后的振动曲线、编码器位置曲线及其快速傅里叶变换(FFT)曲线,提出了油垫液压振动是一种窄带干扰。然后,采用Notch数字滤波器,将陷波频率设置在主要干扰频率处来抑制油垫液压振动干扰。给出了滤波器的具体设计过程及其Bode图和零极点图。当需要调整油膜厚度时,可改变Notch参数来适应干扰频率的变化。最后,给出了带Notch滤波器的控制系统和滤波结果。仿真和2.5m天文望远镜的实验结果表明:通过检测并抑制油垫0.825Hz的主要干扰,望远镜可在保证运动控制系统原有的稳定性和响应能力的情况下,方位轴跟踪精度达到RMS值为0.0837″,PV值为0.571″。相对于脉动衰减装置,该方法灵活、简单、通用性好。

摘要：针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题,以滑模变结构控制(SMC)为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构,提出一种基于扩张状态扰动观测器(ESO)的模糊滑模控制(FSMC)策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上,设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节,提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力,并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明:所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器(FSMC-ESO)对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。

摘要：研究了含有非线性干扰的时滞竞争性神经网络的指数同步,基于利亚普洛夫稳定性理论、不等式技巧等,设计了一个简单的控制器,并获得了一些指数同步的充分条件;所得结论简单实际,可以推广到其他神经网络中;最后给出了一个数值模拟来说明结论的有效性.

摘要：针对一类强耦合并且带非线性不可测干扰的线性系统,提出了一种基于神经网络干扰观测器的近似最优解耦控制方法.首先,采用递归神经网络对干扰进行观测;然后设计前馈解耦控制器,将强耦合系统转化为多个单变量系统;最后,基于神经网络干扰观测器,设计近似最优跟踪控制器.以球磨机为仿真对象,数值仿真实验验证了该方法可以消除回路间的耦合和不可测干扰的影响,达到了理想的控制效果.

摘要：针对飞机舵机电动伺服系统存在非线性干扰的问题,在分析系统运动特点的基础上,重构数学模型,并提出一种结合改进库仑-粘滞摩擦补偿控制与模糊自适应准PR控制的复合控制策略。一方面通过引入反正切平滑函数改善常规库仑-粘滞模型的平滑度,并利用改进模型得到摩擦力估计值以补偿实际摩擦扰动的影响;另一方面,将模糊自适应控制与准PR控制结合,通过前者实现后者参数的在线调节,设计了模糊自适应准PR控制器以补偿舵机运动扰动的影响。仿真结果表明,工作频率为5 Hz时,实际跟踪力矩幅值差仅为0.23%,相位差仅为0.05%,经过0.40 s后,加载误差稳定在0.18 N·m以下,系统加载精度明显提升。

摘要：发动机系统中的电子节气门是一种典型的非线性控制对象,特别是节气门运动过程中的弹簧扭矩和摩擦阻力十分复杂,其数学模型很难精确建立,参数不易获取.针对电子节气门的非线性因素,提出一种内模控制器的设计方法.首先分析电子节气门系统的数学模型,在Matlab/Simulink仿真平台上对模型的有效性进行验证,进而以内模控制结构为基础,建立电子节气门复域模型,分析系统的非线性干扰,设计针对时变参数的内模控制器.仿真结果显示,在模型较精确的情况下,内模控制器具有优于传统PID和一般滑模控制的控制性能,而在模型失配的情况下,内模控制器的鲁棒性能够保证它的控制性能仍然优于传统PID.在所提出的内模控制器设计方法中,前馈滤波器的设计并未用到任何系统参数,但仍然能够保证理想的稳态响应和扰动响应,因此所提出方法相比于很多针对具体模型的控制策略,具有更好的实用价值.

摘要：为解决某弹药协调器的精确快速定位控制问题,研究了一种基于隐式Lyapunov函数的连续时变反馈控制方法,该方法在控制律形式上类似PD控制,但其中的比例和微分系数取决于系统Lyapunov函数,是系统误差变量的可微函数.首先,采用第2类Lagrange方法建立了系统的动力学模型,在此基础上,针对协调器系统存在的摩擦和小平衡机支反力矩非线性干扰问题,对这两项进行了精细建模,其中摩擦力矩项采用的是LuGre模型.建模后,根据动力学模型具体结构设计实验,并通过实验数据采用遗传算法辨识了摩擦力矩和支反力矩模型中的关键参数.为进一步缩短协调器的定位控制时间以提高其协调效率和性能,基于辨识后的模型,在控制中引入了摩擦力矩和支反力矩的前馈补偿项.实验结果表明,所研究的控制方法对负载不确定性有较强的鲁棒性,在负载发生变化的情况下能够始终保证系统的定位时间和定位精度.此外,对于摩擦和小平衡机支反力矩的非线性干扰补偿可以将协调定位时间缩短25.1%,由为补偿前的2.07 s缩短到1.55 s,同时保证了协调器的运动定位精度,验证了算法的有效性.

摘要：A轴单元作为五轴数控机床的关键功能部件,其控制精度直接影响整体叶盘的加工精度和表面质量。针对摩擦、齿隙、参数摄动和测量噪声等非线性干扰对A轴伺服系统控制精度的影响,提出了基于线性二次型最优控制(LQC)和滑模控制(SMC)相结合的鲁棒控制算法(LQSMC)。该方法以系统状态空间表达式及LQC为基础,通过引入基于卡尔曼滤波器和控制输入的状态估计,对系统状态空间模型进行改进并定义新的滑模面方程,使得改进后的控制算法在性能上接近LQC并能有效抑制SMC的抖振。仿真分析和实验结果表明,LQSMC算法具有控制精度高、鲁棒性强和抑制干扰能力强等优点,其能有效提高A轴伺服系统的定位精度和跟踪精度,使整体叶盘型面加工精度和表面一致性得到保证,并显著降低了表面粗糙度。

摘要：针对高精度光电伺服稳定平台的低速问题分析中,由于摩擦力矩等非线性干扰的存在,容易产生滞滑爬行现象,严重影响平台的低速性能。本文采用积分滑模变结构控制,提出并设计了新型的趋近律规则。系统实际运行结果证明,本文所设计的控制器能很好地解决较大范围运动时的系统稳定问题,并能消除非线性摩擦所引起的低速"爬行"现象,改善系统的动态品质和静态特性。

摘要：针对当代大型天文光学望远镜机架伺服系统动力学要求,提出高阶滑模控制的方法。在建立机架伺服系统状态空间模型的基础上,将传统滑模变结构控制中的滑模面拓展为高维(三维及以上)微分流形,使系统动态的不连续性仅存在于最高阶,从而有效地抑制传统滑模控制中易产生高频振动的现象。根据大型天文望远镜机架通常运行在角秒级超低速的特性,提出变参数切换律,进一步地提高机架系统的低速跟踪性能。仿真结果表明,用该方法设计的驱动伺服系统具有良好的抑制内外部干扰和跟踪给定信号的效果。满足当代大型望远镜机架伺服系统超低速位置跟踪的要求。