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公开(公告)号：CN108710290A
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201810482420.6
申请日：2018-05-18
Applicant: 燕山大学
IPC: G05B13/02
CPC classification number: G05B13/024
Abstract: 本发明公开了一种针对高阶非线性系统递归积分终端滑模面的设计方法，通过利用李导数将一般高阶多输入‑多输出非线性系统整理为一般高相对度非线性系统；针对一般高相对度非线性系统基于递归方法设计非奇异积分终端滑模面；最后，基于所设计的非奇异积分终端滑模面给出状态收敛至零点的确切时间表达式。本发明通过引入积分方程、整数阶次以及递归设计思路从而很好地避免了传统终端滑模设计中存在的奇异值问题。为针对高阶多输入‑多输出非线性系统的终端滑模控制提供了新的设计思路。且与一般的有限时间终端滑模相比，通过引入高幂次项，实现了固定时间收敛，从而避免了对系统轨迹到达滑模面时系统状态值的依赖。
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公开(公告)号：CN108549226A
公开(公告)日：2018-09-18
申请号：CN201810329332.2
申请日：2018-04-13
Applicant: 燕山大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种针对非对称时变时延下遥操作系统的有限时间控制方法，其内容包括：引入新的中间变量将遥操作系统拆分为两个子系统，针对第一子系统基于加幂积分方法设计有限时间控制策略，保证第一子系统的同步误差在有限时间内趋于零点；基于Lyapunov理论对第一子系统的有限时间稳定以及有限时间同步性能进行严格证明，建立控制参数与系统收敛时间的关系；针对带有时延信息的第二子系统设计有限时间控制器；基于弱有限时间输入到状态稳定、弱有限时间输入到输出稳定以及有限时间小增益定理，建立第二子系统的有限时间收敛与控制器参数和时延导数上界的关系。本发明与一般的P+d，PD+d以及直接力反馈方法相比，其收敛速度更快，收敛精度更高。
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公开(公告)号：CN115933361A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211260115.5
申请日：2022-10-14
Applicant: 燕山大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种针对H型桁架机器人的自适应类PID控制设计方法，属于H型桁架机器人系统控制技术领域，所述设计方法包括：基于H型桁架机器人系统的动力学模型定义各个状态信号和追踪误差以及合理的性质；基于定义的追踪误差和连续光滑有界的时间函数设计类PID控制律；利用李雅普诺夫函数给出增益参数的自适应调节律，保证闭环系统的稳定性，同时系统获得良好的暂、稳态性能。本发明实现了系统的闭环稳定，解决了现有H型桁架机器人系统收敛速度慢和精度低的问题，克服了系统模型不确定性以及外界干扰对系统性能的影响，并提高了系统的暂、稳态性能以及抗干扰性能；同时简化了控制器设计过程，使其更利于实际应用。
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公开(公告)号：CN112621759B
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN202011584072.7
申请日：2020-12-28
Applicant: 燕山大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供了一种基于事件触发机制的遥操作系统分数阶滑模同步控制方法，该方法包括：考虑外部扰动和参数不确定性，建立遥操作系统动力学模型；选取主从机器人，通过通信网络交互组建遥操作系统，确定动力学模型的系统参数；利用位置跟踪误差与分数阶微积分，设计分数阶非奇异快速终端滑模面方程；设定主从机器人信息交互的触发事件条件，基于滑模设计自适应分数阶非奇异快速终端滑模控制器；设计李雅普诺夫函数进行稳定性分析，证明系统闭环状态信号的有界性。本发明可避免奇异问题，扩大控制器自由度，加快收敛速度，提高控制精度，降低整数阶滑模面存在的抖振问题，适用性更强，减少网络带宽和通信资源的占用，提高资源的利用率。
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公开(公告)号：CN109828468B
公开(公告)日：2021-05-14
申请号：CN201910158950.X
申请日：2019-03-04
Applicant: 燕山大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种针对磁滞非线性机器人系统的控制方法，属于机器人系统控制领域。选取带有P‑I磁滞非线性的机器人作为研究对象，测量机器人的系统参数以及机器人的关节位置信息和关节速度信息，通过引入性能函数将原机器人的约束跟踪控制问题转化为无约束的镇定问题，并利用自适应控制调节磁滞非线性中存在的未知参数，设计出自适应预定性能反步控制策略。本发明不仅能优化系统的瞬态性能，提高收敛速度，还能保证系统的稳态性能，提高控制精度；同时，利用自适应参数调解律估计磁滞非线性中的未知参数，能有效解决磁滞非线性带来的系统震荡和系统不稳定等问题，从而提高系统工作性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111136633B
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202010033899.2
申请日：2020-01-13
Applicant: 燕山大学
Abstract: 本发明公开了一种针对时变时延下柔性主‑从机器人系统的全状态控制方法，在主机器人和从机器人通过网络组成的遥操作系统中，针对主机器人和从机器人分别设计基于位置误差和速度的比例阻尼控制器和基于反步递推技术的全状态反馈控制器；设计高维一致精确差分器实现对虚拟控制器的精确差分；构造李雅普诺夫(Lyapunov)方程，建立系统时滞相关稳定准则，给出控制器参数选取标准，实现柔性主‑从机器人系统在时变时延下的全局稳定。针对柔性主‑从机器人系统，采用基于反步递推技术以及高维一致精确差分器的全状态反馈控制器，实现了控制系统在全局范围内的位置精确追踪，保证了系统的全局渐近收敛，提高了系统的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN110000788B
公开(公告)日：2020-10-09
申请号：CN201910309534.5
申请日：2019-04-17
Applicant: 燕山大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种用于远程操作系统的有限时间容错控制方法，具体为：针对带有执行器故障的远程操作系统，根据测量的主、从机器人的参数，得到标称系统；基于标称系统中主、从机器人位置和速度信息，针对主、从机器人分别设计有限时间，用于在线估计主、从机器人的执行器故障及系统不确定信息；基于测量的关节位置和速度信息，设计终端滑模面；基于终端滑模面、执行器故障及系统不确定估计信息，设计有限时间控制策略；利用李雅普诺夫方程建立系统收敛速度与控制器参数关系。本发明通过对执行器故障和系统不确定的有限时间在线精确估计，从而在控制器设计中成功实现了执行器故障和系统不确定对系统影响的补偿，保证了闭环远程操作系统的稳定运行。
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公开(公告)号：CN108958022B
公开(公告)日：2020-05-12
申请号：CN201810747211.X
申请日：2018-07-09
Applicant: 燕山大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种非线性主‑从时延系统的时滞相关有限时间同步控制方法，包括以下步骤：S1.针对时变时延下的n自由度主‑从时延系统设计非线性类P+d有限时间同步控制方法；S2.基于Lyapunov理论建立控制参数与系统允许时延最大值的关系，并证明闭环主‑从时延系统全局渐近稳定；S3.基于齐次理论对主从之间的全局有限时间稳定进行严格证明，给出系统全局有限时间稳定条件。本发明设计方法简单，容易实施，且基于线性矩阵不等式建立的时延最大值与控制器参数的关系，在实际中可通过Matlab根据当前时延最大值很容易求得控制器参数，因此本发明在实际中具有广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN110908389A
公开(公告)日：2020-03-24
申请号：CN201911303919.7
申请日：2019-12-17
Applicant: 燕山大学
IPC: G05D1/06
Abstract: 一种针对不确定水下机器人的自适应快速速度跟踪控制方法，包括如下步骤：针对水下机器人运动学模型，根据机器人实际应用设计控制目标；并利用时延估计技术在线估计系统模型不确定部分和未知外界干扰,进一步设计一个积分终端滑模面；基于积分终端滑模面和水下机器人运动学模型，设计自适应控制器，定义控制律中增益变量；利用Lyapunov方程证明系统的稳定性，验证所设计积分终端滑模面和自适应控制器的合理性。本发明解决了现有控制器依赖于水下机器人模型信息的问题，即所设计控制器独立于系统模型，从而克服了模型不确定性和未知干扰对水下机器人系统的影响，提高了系统的鲁棒性能、简化了控制器设计,更利于在工程实际中应用。
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公开(公告)号：CN108958022A
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201810747211.X
申请日：2018-07-09
Applicant: 燕山大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种非线性主‑从时延系统的时滞相关有限时间同步控制方法，包括以下步骤：S1.针对时变时延下的n自由度主‑从时延系统设计非线性类P+d有限时间同步控制方法；S2.基于Lyapunov理论建立控制参数与系统允许时延最大值的关系，并证明闭环主‑从时延系统全局渐近稳定；S3.基于齐次理论对主从之间的全局有限时间稳定进行严格证明，给出系统全局有限时间稳定条件。本发明设计方法简单，容易实施，且基于线性矩阵不等式建立的时延最大值与控制器参数的关系，在实际中可通过Matlab根据当前时延最大值很容易求得控制器参数，因此本发明在实际中具有广泛的应用前景。
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