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公开(公告)号：CN113885547A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111221940.X
申请日：2021-10-20
Applicant: 河北工业大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开了一种刚体航天器预定时间容错姿态控制策略，该控制策略通过构造预定时间容错控制器和预定时间姿态控制器来实现控制目标：通过基于积分滑模的障碍自适应律在预定时间内，实时估计执行器不完全故障、执行器饱和、外界干扰和系统惯性参数不确定的系统上界，同时在预定时间内补偿其系统的不确定项，从而实现预定时间容错控制；接下来，设计基于二阶滑模变量的预定时间姿态控制器，实现姿态跟踪误差在预定时间内收敛至零。本发明控制策略解决了刚体航天器在执行器不完全故障、执行器饱和、外界干扰及系统惯性参数不确定下的姿态跟踪控制问题，其算法鲁棒性强，预定时间内实现容错控制，跟踪性能好。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111522243A
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN202010431396.0
申请日：2020-05-20
Applicant: 河北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种五自由度上肢外骨骼系统鲁棒迭代学习控制策略，该控制策略利用多变量迭代学习项来估计上肢外骨骼模型中的时变参数，无需建立精确的数学模型。此外，为提高跟踪精度和获得较强的鲁棒性，在迭代学习方案中引入了滑模控制，利用滑模控制器处理非周期的集总扰动，并且在该控制策略中设计了自适应律，用于补偿控制器中的不确定，从而减弱由切换项引起的抖振现象，减小人机之间的跟踪误差，可达到在有限迭代次数内各关节跟踪误差收敛到零附近。本发明控制策略解决了五自由度上肢外骨骼系统机器人在模型参数未知及非周期扰动下的跟踪控制问题，其算法鲁棒性强，控制抖振小，跟踪性能好。
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公开(公告)号：CN111856945B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202010783390.X
申请日：2020-08-06
Applicant: 河北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于周期事件触发机制的下肢外骨骼滑模控制方法，其步骤如下：1)根据拉格朗日方程建立下肢外骨骼系统动力学模型，并推导出状态空间表达式和系统综合状态向量表达式；2)利用传感器获得健康人体下肢运动数据，通过函数拟合得到下肢外骨骼关节的期望轨迹，具体得到角度期望轨迹、角速度期望轨迹、角加速度期望轨迹；结合期望轨迹和实际运行角度、角速度得出系统综合状态向量，根据上一事件触发时刻与当前采样时刻的系统综合状态向量计算出系统量测误差；3)预设量测误差的阈值和采样周期，根据量测误差的阈值和采样周期，设计用于控制下肢外骨骼系统的基于周期事件触发机制的滑模控制器；该方法不仅能保证下肢外骨骼系统渐进稳定，而且节约了通信资源和不必要的硬件成本，减少了执行器和部件的磨损，具有工程应用价值。
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公开(公告)号：CN109276415B
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN201811438975.7
申请日：2018-11-28
Applicant: 河北工业大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本发明为一种下肢外骨骼机器人的控制方法。该方法将电机和能量收集装置双驱动系统，视为干扰+主控驱动器的组合，通过把能量回收装置所提供助力带来的不确定性干扰和模型不确定性干扰组成系统的集中总干扰，利用有限时间收敛干扰观测器估计系统中存在的集中总干扰，补偿到非奇异终端滑模控制器中，从而获得电机的控制力矩，完成对电机驱动系统的控制。本发明利用极限学习机通过脚底压力和关节角度角速度在线计算能量收集装置所收集到的能量，利用所估算的能量和外骨骼姿态来计算能量收集装置所释放时间，完成对能量收集装置的控制，补充电机峰值力矩输出。
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公开(公告)号：CN111856945A
公开(公告)日：2020-10-30
申请号：CN202010783390.X
申请日：2020-08-06
Applicant: 河北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于周期事件触发机制的下肢外骨骼滑模控制方法，其步骤如下：1)根据拉格朗日方程建立下肢外骨骼系统动力学模型，并推导出状态空间表达式和系统综合状态向量表达式；2)利用传感器获得健康人体下肢运动数据，通过函数拟合得到下肢外骨骼关节的期望轨迹，具体得到角度期望轨迹、角速度期望轨迹、角加速度期望轨迹；结合期望轨迹和实际运行角度、角速度得出系统综合状态向量，根据上一事件触发时刻与当前采样时刻的系统综合状态向量计算出系统量测误差；3)预设量测误差的阈值和采样周期，根据量测误差的阈值和采样周期，设计用于控制下肢外骨骼系统的基于周期事件触发机制的滑模控制器；该方法不仅能保证下肢外骨骼系统渐进稳定，而且节约了通信资源和不必要的硬件成本，减少了执行器和部件的磨损，具有工程应用价值。
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公开(公告)号：CN109276415A
公开(公告)日：2019-01-29
申请号：CN201811438975.7
申请日：2018-11-28
Applicant: 河北工业大学
IPC: A61H3/00
CPC classification number: A61H3/00 , A61H2003/007 , A61H2201/1207 , A61H2201/1642 , A61H2201/165 , A61H2201/5071 , A61H2201/5084 , A61H2205/102
Abstract: 本发明为一种下肢外骨骼机器人的控制方法。该方法将电机和能量收集装置双驱动系统，视为干扰+主控驱动器的组合，通过把能量回收装置所提供助力带来的不确定性干扰和模型不确定性干扰组成系统的集中总干扰，利用有限时间收敛干扰观测器估计系统中存在的集中总干扰，补偿到非奇异终端滑模控制器中，从而获得电机的控制力矩，完成对电机驱动系统的控制。本发明利用极限学习机通过脚底压力和关节角度角速度在线计算能量收集装置所收集到的能量，利用所估算的能量和外骨骼姿态来计算能量收集装置所释放时间，完成对能量收集装置的控制，补充电机峰值力矩输出。
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