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公开(公告)号：CN114200837B
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202111488340.X
申请日：2021-12-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供了一种干扰未知球形机器人系统的分层滑模控制方法，能够采用自适应神经网络理论对球形机器人系统进行运动控制，从而实现对干扰未知球形机器人系统精确控制。本发明的技术方案包括以下步骤：针对被控球形机器人系统建立含未知项的球形机器人系统的数学模型，未知项为未知干扰。基于神经网络对球形机器人系统的数学模型中的未知项进行逼近，并基于控制误差信息对神经网络权重参数进行自适应估计。基于自适应神经网络逼近的未知项及定义的滑模面，设计带有干扰补偿的滑模控制器。利用滑模控制器对干扰未知球形机器人的进行控制。
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公开(公告)号：CN114172428A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111488907.3
申请日：2021-12-08
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种多电机伺服系统的时间最优控制方法和系统，一种多电机伺服系统的时间最优控制方法，具有控制效率高和控制精确的特点，能够使多电机伺服系统快速达到稳定状态。首先获取多电机伺服系统的状态参数。然后将电机的位置和速度以及负载的位置和速度输入一阶扰动观测器，利用辅助变量更新并确定系统扰动估计值。根据系统扰动估计值，构建多电机伺服系统的时间最优控制器。采用时间最优控制器，完成对多电机伺服系统的控制。
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公开(公告)号：CN111062147A
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201911412866.2
申请日：2019-12-31
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种四电机联动系统固定时间控制与结构联合优化方法和系统，通过获取四电机联动系统的结构系数和性能系数；根据结构系数和性能系数，以电机转动惯量为优化目标，以电机转动惯量的上界、电机转动惯量的下界、传动力矩、传动力矩与四电机联动系统固定时间控制与结构联合优化输入量间的差值为约束条件，构建一体化性能指标模型；采用细菌觅食优化算法，确定一体化性能指标模型中电机转动惯量的最小值；采用电机转动惯量的最小值，对四电机联动系统中的电机进行驱动控制。本发明提供的四电机联动系统固定时间控制与结构联合优化方法和系统，能够高效、可靠地得到四电机联动系统的全局最优参数，以实现对四电机联动系统的精确控制。
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公开(公告)号：CN109946975B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201910295400.2
申请日：2019-04-12
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明主要涉及模型未知伺服系统的强化学习最优跟踪控制器的设计方法。主要基于简化的强化学习评价‑执行结构，应用高阶神经网络逼近方法，介绍模型未知伺服系统的强化学习最优跟踪控制器的设计方法，加快电机最优跟踪控制求解速度。针对模型未知的伺服系统，首先应用多层神经网络智能辨识系统模型，求解稳态控制；给定性能指标，应用高阶神经网络逼近最优性能指标函数；根据近似的性能指标函数和辨识的系统模型建立哈密尔顿‑雅克比‑贝尔曼(HJB)方程，求得伺服系统最优反馈控制。根据求得的稳态控制和最优反馈控制，计算最优跟踪控制，使负载转角和转速快速跟踪给定信号的同时，跟踪误差积累值和系统能耗同时达到最小。
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公开(公告)号：CN109946975A
公开(公告)日：2019-06-28
申请号：CN201910295400.2
申请日：2019-04-12
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明主要涉及模型未知伺服系统的强化学习最优跟踪控制器的设计方法。主要基于简化的强化学习评价-执行结构，应用高阶神经网络逼近方法，介绍模型未知伺服系统的强化学习最优跟踪控制器的设计方法，加快电机最优跟踪控制求解速度。针对模型未知的伺服系统，首先应用多层神经网络智能辨识系统模型，求解稳态控制；给定性能指标，应用高阶神经网络逼近最优性能指标函数；根据近似的性能指标函数和辨识的系统模型建立哈密尔顿-雅克比-贝尔曼(HJB)方程，求得伺服系统最优反馈控制。根据求得的稳态控制和最优反馈控制，计算最优跟踪控制，使负载转角和转速快速跟踪给定信号的同时，跟踪误差积累值和系统能耗同时达到最小。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107102634B
公开(公告)日：2019-06-04
申请号：CN201710327738.2
申请日：2017-05-11
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开一种基于转台伺服系统的参数估计与跟踪控制方法，属于参数辨识和机电控制技术领域。本发明对含未知参数的转台伺服系统进行分析，按照机理建模方法建立含未知参数的转台伺服系统的数学模型；采用滤波理论更新自适应率，引入带有遗忘因子的性能指标函数，通过最优化性能指标函数，设计变增益自适应率实现最优自适应参数估计；采用超螺旋算法的滑膜控制设计系统的控制器实现位置跟踪控制。本发明能够实现系统的参数估计和跟踪控制，具有下述优点：(1)、减小系统参数估计超调量，加快参数估计收敛性；(2)、保证跟踪误差在有限时间收敛到零；不需要获得滑模变量的导数信息，且不需要滑模的控制律为连续；消除抖振、提高控制器鲁棒性。
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公开(公告)号：CN106569487B
公开(公告)日：2019-02-26
申请号：CN201611018430.1
申请日：2016-11-16
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开的一种基于观测器的伺服系统的故障检测方法，涉及一种伺服系统的故障检测方法，属于机电故障检测技术领域。本发明的方法包括如下步骤：步骤1，将双电机伺服系统建模为带有未知输入、执行器故障和传感器故障的线性模型；步骤2，基于卡尔曼滤波观测器的残差发生器产生残差信号，用于步骤3中故障检测逻辑判断；步骤3，通过基于范数的残差评价函数和固定阈值进行故障检测逻辑判断来检测故障信号，完成双电机伺服系统故障检测。本发明基于卡尔曼滤波观测器的残差发生器，能降低外界干扰对双电机伺服系统的影响。另外一方面，本发明通过基于范数的残差评价函数和固定阈值逻辑判断，能有效地检测出系统的故障信号。
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公开(公告)号：CN108832850A
公开(公告)日：2018-11-16
申请号：CN201810884740.4
申请日：2018-08-06
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种四电机伺服系统的基于最优分散鲁棒控制方法，具体方案为：针对四电机伺服系统，采用齿隙的死区模型，建立系统的状态空间方程；依据四电机互联系统状态方程，取其标称互联系统；针对每个电机设计最优分散鲁棒控制器，使得每个电机的输出跟踪参考信号，并且使得性能指标最小；对于标称互联系统，建立不含互联项的孤立单电机系统；针对孤立单电机系统，建立最优反馈控制器。本发明将不确定性系统的保性能控制器的设计问题转化为标称互联系统的最优分散鲁棒控制器的设计问题；针对标称互联系统的最优分散鲁棒控制器的设计问题，先从孤立系统出发，设计了最优跟踪控制器，进而构建了互联系统的最优分散鲁棒控制器。
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公开(公告)号：CN105610350B
公开(公告)日：2017-12-12
申请号：CN201610022004.9
申请日：2016-01-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: H02P5/46
Abstract: 本发明公开的一种用于双电机伺服系统的消隙同步控制方法，涉及用于双电机伺服系统的跟踪、同步与消隙的综合控制方法，属于机电控制技术领域。本发明的实现方法为，对含齿隙的双电机伺服系统进行分析，采用齿隙的死区模型建立系统的状态空间方程；利用鲁棒反步控制方法设计跟踪控制器，在跟踪控制器基础上利用鲁棒反步控制方法分别设计同步控制器和消隙控制器，并引入消隙控制器与同步控制的转换函数，在齿隙即将出现时施加消隙控制器补偿齿隙，在未出现齿隙时实现同步控制；从而能够保证同时实现双电机伺服系统的跟踪、同步与消隙控制。本发明要解决的技术问题是实现负载跟踪的前提下，消除齿隙非线性的影响并且保证电机间的同步。
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公开(公告)号：CN103701368B
公开(公告)日：2016-03-30
申请号：CN201410015352.4
申请日：2014-01-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: H02P5/50
Abstract: 本发明涉及一种双电机节能消隙控制方法，属于机电控制技术领域。本发明通过施加偏置力矩与转速负反馈使得非线性双电机系统变为近似线性系统。而为了在保证跟踪效果的基础上尽量节约能量，设计了实时的偏置力矩。从电机的速度和加速度反馈构成闭环控制，使得偏置力矩的大小随着系统的状态而变化，即在开始和换向的时候施加较大的偏置力矩，而稳定运行时由于不需要偏置力矩，施加很小的值保持即可。为了解决双电机系统偏置力矩参数和PID控制器参数的设计问题，采用粒子群算法对多个控制器参数同时进行优化。本发明解决了双电机驱动系统的控制器优化设计问题，同时保证系统快速跟踪输入信号、稳态误差较小、双电机的同步、消除齿隙和减少能耗的效果。
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