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力矩输入有界的柔性关节机器人轨迹跟踪控制 预览
1
作者 刘华山 金元林 +3 位作者 程新 王泽宇 齐洁 刘洋 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期983-992,共10页
为解决柔性关节机器人在关节驱动力矩输出受限情况下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于奇异摄动理论的有界控制器.首先,利用奇异摄动理论将柔性关节机器人动力学模型解耦成快、慢两个子系统.然后,引入一类平滑饱和函数和径向基函数神经... 为解决柔性关节机器人在关节驱动力矩输出受限情况下的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于奇异摄动理论的有界控制器.首先,利用奇异摄动理论将柔性关节机器人动力学模型解耦成快、慢两个子系统.然后,引入一类平滑饱和函数和径向基函数神经网络非线性逼近手段,依据反步策略设计了针对慢子系统的有界控制器.在快子系统的有界控制器设计中,通过关节弹性力矩跟踪误差的滤波处理加速系统的收敛.同时,在快、慢子系统控制器中均采用模糊逻辑实现控制参数的在线动态自调整.此外,结合李雅普诺夫稳定理论给出了严格的系统稳定性证明.最后,通过仿真对比实验验证了所提出控制方法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 机器人 柔性关节 轨迹跟踪 有界控制 奇异摄动
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具有快慢层的非光滑奇异摄动问题的空间对照结构 预览
2
作者 陈华雄 王岩岩 倪明康 《数学物理学报:A辑》 CSCD 北大核心 2019年第4期865-874,共10页
该文研究了具有快慢层的非光滑奇异摄动问题的空间对照结构.利用边界层函数法构造了该问题的形式渐近解,并运用“缝接法”证明了问题光滑解的存在性以及渐近解的一致有效性.最后,通过例子验证了所得结果的有效性.
关键词 奇异摄动 空间对照结构 边界层函数法 缝接法
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具有脉冲源项的二阶半线性奇摄动边值问题 预览
3
作者 谢亚南 谢峰 《应用数学》 CSCD 北大核心 2019年第2期284-290,共7页
研究一类具有典型脉冲源项的二阶奇摄动边值问题,用合成展开法构造出其渐近解,然后用微分不等式定理证明了原问题解的存在性和形式渐近解的一致有效性,最后给出例子.
关键词 奇摄动 脉冲源项 上、下解
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风洞试验绳牵引并联支撑系统自适应滑模控制 预览
4
作者 刘骏 王晓光 +1 位作者 王宇奇 林麒 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1477-1485,共9页
针对绳牵引并联支撑系统在风洞试验中的应用,提出一种自适应滑模控制方法以提高飞行器模型动态试验的运动精度.首先,详细分析了系统不确定因素,并重点考虑了气动力与绳弹性变形的影响,重构了系统动力学方程;基于奇异摄动理论,提出一种... 针对绳牵引并联支撑系统在风洞试验中的应用,提出一种自适应滑模控制方法以提高飞行器模型动态试验的运动精度.首先,详细分析了系统不确定因素,并重点考虑了气动力与绳弹性变形的影响,重构了系统动力学方程;基于奇异摄动理论,提出一种复合控制律,其中对慢变状态量采用自适应连续非奇异终端滑模控制,对快变状态量采用微分控制;通过李雅普诺夫函数法对系统的稳定性进行了分析,确定了控制律中微分增益项的影响.最后,以两种典型的动态轨迹为例,考虑气动力建模,对所设计控制律进行多参数仿真分析.结果表明该复合控制律可以减小绳弹性以及气动力等不确定性参数对跟踪误差的影响,提高运动控制精度,因此该控制方法有效可行,可为绳牵引并联支撑的动态试验应用提供理论指导. 展开更多
关键词 风洞试验 绳牵引并联支撑 自适应 滑模控制 奇异摄动
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柔性机械臂的双时间尺度组合控制 预览
5
作者 杨春雨 许一鸣 +1 位作者 代伟 周林娜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期659-665,共7页
本文研究柔性机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题.首先,利用Lagrange法和假设模态法建立柔性机械臂的动态模型,进而利用奇异摄动理论得到柔性机械臂的双时间尺度模型.然后,基于慢时间尺度模型利用滑模控制理论设计轨迹跟踪控制器;借助于快... 本文研究柔性机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题.首先,利用Lagrange法和假设模态法建立柔性机械臂的动态模型,进而利用奇异摄动理论得到柔性机械臂的双时间尺度模型.然后,基于慢时间尺度模型利用滑模控制理论设计轨迹跟踪控制器;借助于快时间尺度模型利用自适应动态规划设计参数不精确已知情况下的最优振动抑制控制器;将二者相结合,构造双时间尺度组合控制器,利用奇异摄动理论证明闭环系统稳定.最后,在MATLAB/Simulink环境下进行实验,与现有方法相比,本文设计的控制器对柔性振动具有更好的振动抑制效果,跟踪精度更高. 展开更多
关键词 柔性机械臂 奇异摄动 滑模控制 自适应动态规划 组合控制
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含饱和问题的模糊奇异摄动系统控制器设计
6
作者 王洋 杨义勇 +2 位作者 孙富春 杨洪玖 马肸 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第4期638-644,共7页
主要针对模糊奇异摄动系统的控制器饱和问题,建立含有控制器饱和的连续时间模糊奇异摄动系统模型。利用并行分配补偿原则(PDC)进行控制器设计,并且证明系统稳定性。通过线性矩阵不等式方法求出控制器增益。此外,利用辅助矩阵推导出其椭... 主要针对模糊奇异摄动系统的控制器饱和问题,建立含有控制器饱和的连续时间模糊奇异摄动系统模型。利用并行分配补偿原则(PDC)进行控制器设计,并且证明系统稳定性。通过线性矩阵不等式方法求出控制器增益。此外,利用辅助矩阵推导出其椭圆和多边形吸引域。针对单输入系统,给出吸引域求解的充分必要条件。数值仿真实例来说明控制器设计的有效性。 展开更多
关键词 模糊系统 奇异摄动 控制器饱和 稳定性分析 吸引域
非线性波动系统的冲击层解 预览
7
作者 陈怀军 徐建中 莫嘉琪 《吉林大学学报:理学版》 CAS 北大核心 2019年第3期493-499,共7页
考虑非线性奇异摄动波动方程第三边值问题,先利用奇异摄动法构造外部解,再引入伸长变量依次得到解的冲击波尖层、初始层及边界层的校正项,最后给出问题解的渐近展开式,并证明渐近解的一致有效性.
关键词 非线性波动 第三边值问题 外部解 校正项 奇摄动 渐近 冲击波
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柔性关节空间机械臂奇异摄动模糊PID控制仿真研究 预览
8
作者 刘福才 刘林 徐智颖 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2019年第7期661-667,共7页
建立了空间微重力和地面重力两种工况下的柔性关节空间机械臂模型,为空间机械臂末端轨迹跟踪控制设计了基于奇异摄动的模糊PID控制器。奇异摄动法将空间机械臂系统降阶为快子系统和慢子系统,再分别对子系统进行控制。快子系统采用力矩... 建立了空间微重力和地面重力两种工况下的柔性关节空间机械臂模型,为空间机械臂末端轨迹跟踪控制设计了基于奇异摄动的模糊PID控制器。奇异摄动法将空间机械臂系统降阶为快子系统和慢子系统,再分别对子系统进行控制。快子系统采用力矩反馈的形式,慢子系统则采用模糊PID控制的形式。模糊部分主要实现对PID的3个参数的实时调整。仿真结果表明基于奇异摄动模糊PID控制器可以在以上两种工况下均可实现较好跟踪。 展开更多
关键词 空间机械臂 柔性关节 模糊 PID 奇异摄动
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七轴机器人运动控制与奇异摄动算法研究 预览
9
作者 李华昌 孙莹莹 孔卫凯 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期246-250,共5页
为满足极端环境对机械臂在集成度和性能方面的特殊要求,提出一种具有高集成度机构的七自由度机械臂,该手臂具有高阶、非线性、强耦合等特点。首先,分析了机械臂结构末端手腕的灵活性和紧凑的特点;其次,建立了机械臂的运动学模型,从正逆... 为满足极端环境对机械臂在集成度和性能方面的特殊要求,提出一种具有高集成度机构的七自由度机械臂,该手臂具有高阶、非线性、强耦合等特点。首先,分析了机械臂结构末端手腕的灵活性和紧凑的特点;其次,建立了机械臂的运动学模型,从正逆运动学两个角度对机器人的结构特征进行了描述,并以其位置与姿态解耦的特点为突破口开发了机械臂的运动学算法;再次提出了一种基于奇异摄动的控制方法,通过振动抑制方法将系统分为快慢两个子系统,实现降阶作用。最后通过实验,通过绘制正逆运动算法的机械臂轨迹曲线,同时针对降阶后的系统设计控制器进行系统分析。实验结果验证了算法的有效性和精确性。 展开更多
关键词 七自由度 解耦 奇异摄动 运动学
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奇摄动拟线性边值问题的高阶近似解 预览
10
作者 孔伟应 陈怀军 娄正来 《安徽师范大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第1期22-27,共6页
研究了一类具有边界层性质的奇摄动拟线性边值问题。在相对较弱的条件下,利用合成展开法构造问题的形式近似解,然后利用不动点定理证明解的存在性,并给出满足边界层性质的高阶近似解,使得它与精确解之间的渐近估计可达到任意O(εn)阶近似。
关键词 奇摄动 边值问题 合成展开法 高阶近似 不动点定理
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非Fourier温度场分布的奇摄动解 预览
11
作者 包立平 李文彦 吴立群 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第5期536-545,共10页
应用非Fourier热传导定律构建了单层材料中温度场模型,即一类在无界域上带小参数的奇摄动双曲方程,通过奇摄动展开方法,得到了该问题的渐近解。首先应用奇摄动方法得到了该问题的外解和边界层矫正项,通过对内解和外解的最大模估计和关... 应用非Fourier热传导定律构建了单层材料中温度场模型,即一类在无界域上带小参数的奇摄动双曲方程,通过奇摄动展开方法,得到了该问题的渐近解。首先应用奇摄动方法得到了该问题的外解和边界层矫正项,通过对内解和外解的最大模估计和关于时间导数的最大模估计以及线性抛物方程理论,得到了内外解的存在唯一性,从而得到了解的形式渐近展开式。通过余项估计,给出了渐近解的L^2估计,得到了渐近解的一致有效性,从而得到了无界域上温度场的分布。通过奇摄动分析,给出了非Fourier温度场与Fourier温度场的关系,描述了非Fourier温度场的具体形态。 展开更多
关键词 奇摄动 热传导方程 无界域 一致有效估计
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一类非线性微分-积分时滞反应扩散系统奇摄动问题的广义解 预览
12
作者 韩祥临 汪维刚 莫嘉琪 《数学物理学报:A辑》 CSCD 北大核心 2019年第2期297-306,共10页
该文研究了一类非线性微分-积分时滞广义反应扩散系统奇摄动问题.在适当的条件下,利用奇摄动方法构造了初始-边值问题广义解的渐近展开式.建立了广义解的微分不等式理论,并证明了相应解的存在性及其解的渐近展开式的一致有效性.
关键词 反应扩散 奇摄动 非线性系统
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存在死区的双柔杆空间机器人有限时间控制与抑振 预览
13
作者 黄小琴 陈力 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1212-1218,共7页
探讨了存在关节力矩输出死区情况下,基于有限时间的漂浮基双柔杆空间机器人系统的轨迹跟踪与柔性抑振问题。采用奇异摄动理论,将系统的动力学方程分解为慢变与快变子系统,分别表示刚性运动与柔性振动。针对模型存在不确定性和死区参数... 探讨了存在关节力矩输出死区情况下,基于有限时间的漂浮基双柔杆空间机器人系统的轨迹跟踪与柔性抑振问题。采用奇异摄动理论,将系统的动力学方程分解为慢变与快变子系统,分别表示刚性运动与柔性振动。针对模型存在不确定性和死区参数未知的慢变子系统,设计了死区预补偿器和一种基于名义模型的有限时间控制器。引入了具有有限时间收敛特性的积分式滑模面,它与传统渐近收敛控制方法相比,具有更快的收敛速度、更好的鲁棒性和抗干扰特性。对于快变子系统,采用线性二次最优控制方法主动抑制其振动,以保证系统良好的稳定性。结合有限时间稳定性引理,采用李雅普诺夫理论证明了所提控制算法能使跟踪误差在有限时间内收敛到原点。仿真算例验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 双柔杆空间机器人 有限时间控制 奇异摄动 关节力矩输出死区 柔性抑振
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一类四阶微分方程的非线性混合边界条件的奇摄动问题 预览
14
作者 刘燕 《北华大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第4期421-428,共8页
研究了一类具非线性混合边界条件的四阶微分方程的奇摄动问题,应用合成展开法构造了问题的形式渐近解,利用微分不等式理论证明了原问题解的存在性及所得形式渐近解的一致有效性,并给出一个例子说明结果的意义.
关键词 奇摄动 四阶微分方程 混合边界条件 合成展开法 微分不等式理论
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Homoclinic, heteroclinic and periodic orbits of singularly perturbed systems
15
作者 Xiang Zhang 《中国科学:数学英文版》 SCIE CSCD 2019年第9期1687-1704,共18页
The main aims of this paper are to study the persistence of homoclinic and heteroclinic orbits of the reduced systems on normally hyperbolic critical manifolds, and also the limit cycle bifurcations either from the ho... The main aims of this paper are to study the persistence of homoclinic and heteroclinic orbits of the reduced systems on normally hyperbolic critical manifolds, and also the limit cycle bifurcations either from the homoclinic loop of the reduced systems or from a family of periodic orbits of the layer systems. For the persistence of homoclinic and heteroclinic orbits, and the limit cycles bifurcating from a homolinic loop of the reduced systems, we provide a new and readily detectable method to characterize them compared with the usual Melnikov method when the reduced system forms a generalized rotated vector field. To determine the limit cycles bifurcating from the families of periodic orbits of the layer systems, we apply the averaging methods.We also provide two four-dimensional singularly perturbed differential systems, which have either heteroclinic or homoclinic orbits located on the slow manifolds and also three limit cycles bifurcating from the periodic orbits of the layer system. 展开更多
关键词 singular PERTURBATION HOMOCLINIC and HETEROCLINIC ORBITS limit cycle rotating vector fields AVERAGING method
Integrated guidance and control design of a flight vehicle with side-window detection
16
作者 Tianyu ZHENG Yu YAO +1 位作者 Fenghua HE Denggao JI 《中国航空学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第4期749-764,共16页
这份报纸与方面窗户察觉考虑指导和飞行车辆的控制问题。为了保证目标,留在看法,视觉的线和飞行车辆的态度的寻找者风景应该在方面窗户引起的一些限制下面,它导致在指导和态度动力学模型之间联合。为了处理方面窗户,限制并且联合,... 这份报纸与方面窗户察觉考虑指导和飞行车辆的控制问题。为了保证目标,留在看法,视觉的线和飞行车辆的态度的寻找者风景应该在方面窗户引起的一些限制下面,它导致在指导和态度动力学模型之间联合。为了处理方面窗户,限制并且联合,新奇综合指导和控制(IGC ) 设计途径被建议。第一,相对运动方程在身体被导出 -- 视觉(LOS ) 的线坐标系统。并且飞行车辆的指导和控制问题与州的限制被提出进一个 IGC 问题。基于单个不安方法,然后, IGC 问题被分解成伪不变的分系统和能独立被设计的边界层分系统的控制设计。最后,后退的地平线控制为二个分系统被用于控制设计。模拟结果显示出建议途径的有效性。 展开更多
关键词 控制设计 车辆 飞行 窗户 坐标系统 相对运动方程 控制问题 动力学模型
一类非线性奇异摄动自治微分系统的渐近解 预览 被引量:1
17
作者 冯依虎 陈怀军 莫嘉琪 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期355-363,共9页
研究了一类广义Lienard奇异摄动系统.首先,求出了系统的退化解;其次,利用奇异摄动方法得到了系统的外部解,并用伸长变量方法,求得了系统的初始层校正项;最后,得到了系统解的任意次渐近解析展开式,并证明了解的一致有效性.该文所用的方... 研究了一类广义Lienard奇异摄动系统.首先,求出了系统的退化解;其次,利用奇异摄动方法得到了系统的外部解,并用伸长变量方法,求得了系统的初始层校正项;最后,得到了系统解的任意次渐近解析展开式,并证明了解的一致有效性.该文所用的方法和理论,具有广泛的实际应用价值. 展开更多
关键词 伸长变量 奇异摄动 自治系统
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A Class of Singular Perturbation Problem for the Nonlinear Differential-Integral Disturbed Evolution Equation
18
作者 FENG Yihu CHEN Huaijun MO Jiaqi 《武汉大学学报:自然科学英文版》 CAS CSCD 2018年第4期318-322,共5页
为扰乱的进化方程的非线性的微分积分的单个不安问题的一个班被学习。用单个不安方法,问题的答案的结构在二个小参数并且在合适的条件下面的情况中被讨论。第一,边界值问题的外部答案被给。第二,在边界附近构造非退化的坐标系统,多... 为扰乱的进化方程的非线性的微分积分的单个不安问题的一个班被学习。用单个不安方法,问题的答案的结构在二个小参数并且在合适的条件下面的情况中被讨论。第一,边界值问题的外部答案被给。第二,在边界附近构造非退化的坐标系统,多重规模的变量被介绍获得边界层为答案的校正术语。然后,拉长的变量被使用得到起始的层修正条款。用改正点定理,最后,问题的答案的一致地有效的 asymptotic 扩大被证明。建议方法拥有方便使用和高精确性的优点。 展开更多
关键词 微分 积分方程 数学
永磁同步电机系统混沌状态的主动控制 预览 被引量:1
19
作者 秦晓飞 曹新凯 李峰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第11期3294-3297,共4页
针对永磁同步电动机混沌系统的有限时间稳定控制问题,提出了一种动态有源补偿的主动控制方法,使闭环系统达到近似有限时间稳定控制。首先对永磁同步电动机的数学模型进行分岔和混沌分析,判断系统进入混沌状态的条件;然后针对系统存在的... 针对永磁同步电动机混沌系统的有限时间稳定控制问题,提出了一种动态有源补偿的主动控制方法,使闭环系统达到近似有限时间稳定控制。首先对永磁同步电动机的数学模型进行分岔和混沌分析,判断系统进入混沌状态的条件;然后针对系统存在的混沌,通过引入奇异摄动理论详细地分析了闭环系统近似有限时间稳定性,提出主动控制方法。通过仿真和实验验证该方法可以有效地解决系统的不确定性。 展开更多
关键词 主动控制 混沌系统 近似有限时间稳定 奇异摄动
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一类非线性非局部奇摄动分数阶微分方程Cauchy问题叠层解 预览
20
作者 冯依虎 汪维刚 莫嘉琪 《中山大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第6期145-150,共6页
研究了一类奇摄动非线性非局部分数阶微分方程Cauchy问题。首先求出了原问题的外部解。其次,利用伸长变量和合成展开法构造了初始层校正项。由此得到了解的形式渐近展开式。最后,利用微分不等式理论,讨论了问题解的渐近性态,得到了原奇... 研究了一类奇摄动非线性非局部分数阶微分方程Cauchy问题。首先求出了原问题的外部解。其次,利用伸长变量和合成展开法构造了初始层校正项。由此得到了解的形式渐近展开式。最后,利用微分不等式理论,讨论了问题解的渐近性态,得到了原奇摄动非线性非局部分数阶微分方程Cauchy问题解的一致有效的渐近估计式。 展开更多
关键词 非线性 分数阶方程 奇摄动
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