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《华南理工大学》 2006年
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回滞非线性系统的鲁棒自适应控制

冯颖  
【摘要】:近年来,随着精密加工和生产设备等对控制精度和速度的要求不断提高,以压电陶瓷等功能材料为核心的先进传感器和驱动技术以及由此而产生的回滞现象受到了控制界的高度重视。由于回滞的存在,会造成系统的精度下降、振荡甚至造成系统不稳定。因此对回滞特性进行建模描述和对带有回滞的非线性系统的控制策略的研究是具有重要理论意义和应用价值的课题。 为了消除回滞的影响,传统的控制策略是添加一个逆回滞模型来消除回滞的影响,但其逆回滞的模型的建立对参数的依赖性比较强,在某些特定的场合无法分析系统的稳定性。本文就目前描述回滞的模型进行了系统的分析,在现有模型的基础上,提出便于控制器设计的回滞模型;并就带有回滞的非线性系统,不采用添加逆回滞的控制策略,而是提出将回滞模型与各种先进的控制策略相结合,主要分析其鲁棒自适应控制策略的研究,其优势在于对一大类带有回滞的非线性系统,其设计步骤能够保证系统的全局稳定。本文研究的内容主要集中在以下几个方面: 本文首先分析了各种描述回滞特性的微分方程,其中详细分析了Backlash-like模型,Preisach模型,Prandtl-Ishlinskii模型和KP模型等模型的特性。在Backlash-like模型分解的思路基础上,利用表征Prandtl-Ishlinskii模型的stop算子和play算子的优势,将Prandtl-Ishlinskii回滞模型表征分解为线性部分和非线性部分,便于控制器的设计。 由于Preisach模型是目前表征回滞比较广泛的模型之一,作为对一般动态回滞特性的初步分析,本文在详细分析经典Preisach模型表征回滞的基础上,将输入变化率引入到Preisach模型的密度函数中,实现输入变化率对回滞输出影响的动态回滞的表征,并分析了其应用的场合。 为了实现对回滞影响的削弱,就一类带回滞驱动的连续线性系统,根据参考模型的匹配条件,采用Prandtl-Ishlinskii模型表征回滞,提出模型参考自适应控制策略,实现对系统稳定性的分析和证明。 在对带有回滞的线性系统分析的基础上,将回滞驱动引入到一类简单的非线性系统中,针对一类带有回滞驱动的非线性系统,基于反步设计方法,给出其鲁棒自适应控制策略,并给出闭环系统的稳定性证明,仿真结果证明控制策略有效地抑制了回滞的影响。 本文研究了带有摄动的具有严格反馈形式的一类回滞非线性系统的鲁棒自适应控制,针对此类非线性系统,基于反步设计方法,给出了其鲁棒自适应控制策
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP273.2

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 潘双夏;张伟谦;王维锐;吴参;;基于修正Backlash滞环的磁流变减振器建模[J];工程设计学报;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杜娟;高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究[D];华南理工大学;2010年
2 谷国迎;压电陶瓷驱动微位移平台的磁滞补偿控制理论和方法研究[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 胡云艳;欠驱动水面无人艇的航迹跟踪控制研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 周绍生,费树岷,冯纯伯;带有界扰动的多输入非线性串级系统的控制[J];东南大学学报;1999年06期
2 张侃健,冯纯伯,费树岷;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪[J];东南大学学报(自然科学版);2000年02期
3 孙立宁,张涛,蔡鹤皋,王焕;压电/电致伸缩陶瓷控制模型归一化的研究[J];哈尔滨工业大学学报;1998年05期
4 胡云安,吴光彬,郭晓军;一类非线性系统的多面滑模控制[J];控制与决策;2000年04期
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6 周绍生,费树岷,冯纯伯;不确定严格反馈非线性系统的鲁棒控制[J];信息与控制;2000年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨玉东;刘保连;;基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
2 陈永新;柯尊忠;伍德林;;精校机电液位置伺服系统的极点配置自校正控制[J];安徽农业大学学报;2012年02期
3 丁桂艳;何希勤;;单调控制理论研究综述[J];辽宁科技大学学报;2008年01期
4 刘敬娜;赵立纯;;基于营养动力学的浮游植物-动物模型的变结构控制[J];鞍山师范学院学报;2010年02期
5 唐超颖,沈春林;非线性不确定系统的变结构控制[J];兵工自动化;2003年03期
6 宋建梅;某型导弹滑模观测器设计[J];兵工学报;2003年03期
7 高剑;赵宁宁;徐德民;严卫生;;水下航行器轴向运动的自适应积分反演跟踪控制[J];兵工学报;2008年03期
8 刘宇;原建平;侯朝焕;;水下自导武器导引律研究[J];兵工学报;2008年04期
9 杨俊鹏;祝小平;;无人机倾斜转弯非线性飞行控制系统设计[J];兵工学报;2009年11期
10 姚兆;刘杰;李允公;衣英刚;高飞;;陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究[J];兵工学报;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王印松;田瑞丽;吕丽霞;;基于自适应“反步”法的火电厂单元机组协调控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 董磊;刘贤兴;孙宇新;;无轴承异步电机径向悬浮力的微分几何变结构解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张健;孙鹤旭;雷兆明;梁涛;;一种基于干扰观测器的滑模控制器设计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 赵林坤;樊绍胜;;基于闭环增益成形的风力发电转速鲁棒控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 黄洪艺;彭侠夫;陶丽丽;;基于插值分析的连续非线性系统反馈控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 邓科;丛爽;沈宏海;;高精度陀螺稳定平台的控制策略及误差补偿方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 高洁;孙鹤旭;董砚;何林;;开关磁阻电机RBF神经网络滑模控制器的设计与转矩脉动优化的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 于亚洲;;DC-DC变换器的自适应离散滑模控制[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
4 高京广;非线性随机系统的稳定、镇定与优化[D];华南理工大学;2010年
5 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
7 罗珂;基于输出预测和LMI方法的电力系统广域阻尼控制研究[D];山东大学;2010年
8 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
9 关丽荣;基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 刘颖明;永磁式直驱风电机组控制技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 何凤平;迟滞系统的滑模变结构控制算法研究[D];浙江理工大学;2010年
3 金彩霞;离散时间系统的自适应输出反馈镇定[D];郑州大学;2010年
4 许红珍;不确定混沌系统同步方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张杰;近水面作业的机器人综合减摇机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王仁政;减摇鳍电液负载仿真台控制系统的分析设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 徐达;柴油发电机组非线性鲁棒控制器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 翟欢欢;基于递推的船舶航向鲁棒控制器设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柳朝军,廖晓钟,张宇河;一种新型的动态模糊神经网络控制器[J];北京理工大学学报;2000年05期
2 孔庆福;吴家明;曾凡明;;船舶喷水推进系统数学建模及仿真研究[J];船舶工程;2006年02期
3 夏国清;汤莉;;基于动态神经网络的AUV航向自适应控制[J];船舶工程;2009年02期
4 田中群,孙建军;微系统与电化学[J];电化学;2000年01期
5 刘杨;郭晨;刘雨;;欠驱动船舶运动的非连续变参数镇定控制[J];大连海事大学学报;2009年01期
6 彭占勇;影响表面贴装产品质量的因素及其控制方法[J];电子工艺技术;2000年01期
7 孙红飚,银万根,荆秀莲;SMD与贴片机[J];电子工艺技术;1999年02期
8 贾宏光,吴一辉,于振雷,王立鼎;压电驱动微位移工作台动态特性分析[J];光学精密工程;2000年05期
9 曲东升,荣伟彬,孙立宁,徐晶,蔡鹤皋;压电陶瓷微位移器件控制模型的研究[J];光学精密工程;2002年06期
10 孙立宁;马立;荣伟彬;高燕;;一种纳米级二维微定位工作台的设计与分析[J];光学精密工程;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨兴;磁场与位移感知型超磁致伸缩微位移执行器及其相关技术研究[D];大连理工大学;2002年
2 杨礼康;基于磁流变技术的车辆半主动悬挂系统理论与试验研究[D];浙江大学;2003年
3 冯晓梅;面向IC封装的两自由度高速精密定位系统研究[D];天津大学;2005年
4 张达科;回滞非线性系统的鲁棒控制[D];华南理工大学;2004年
5 节德刚;宏/微驱动高速高精度定位系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 林叶锦;船舶运动模糊神经网络控制系统的研究[D];大连海事大学;2006年
7 王维锐;车辆悬架系统关键技术研究[D];浙江大学;2007年
8 纪华伟;压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D];浙江大学;2006年
9 程金;水面船舶的非线性控制研究[D];中国科学院研究生院(自动化研究所);2007年
10 卜仁祥;欠驱动水面船舶非线性反馈控制研究[D];大连海事大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 徐荣华;SMT装备自动定位系统研究及应用开发[D];广东工业大学;2003年
2 姜晓红;基于非线性Backstepping的船舶航向控制器设计[D];大连海事大学;2003年
3 袁月峰;形状记忆合金驱动器设计及控制研究[D];辽宁工程技术大学;2003年
4 梁红;用逆转补偿算法实现对形状记忆合金驱动器的控制[D];武汉理工大学;2005年
5 杨帆;SMT贴片机的运动控制研究[D];西南交通大学;2006年
6 丁胜华;超磁致伸缩致动器参数设计及其特性研究[D];山东科技大学;2006年
7 阎妍;欠驱动水面船舶镇定控制研究[D];大连海事大学;2009年
8 张金亮;异构融合网络环境下切换技术研究[D];北京邮电大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 韩海涛;马红光;韩琨;郑耿乐;;关于Volterra频域核辨识的多音激励信号设计[J];工程设计学报;2012年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周绍生,费树岷,冯纯伯;带有界扰动的多输入非线性串级系统的控制[J];东南大学学报;1999年06期
2 张侃健,冯纯伯,费树岷;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪[J];东南大学学报(自然科学版);2000年02期
3 李俊,罗凯,黄心汉;非匹配非线性系统的多模变结构控制[J];华中理工大学学报;1999年03期
4 李俊;机床磁悬浮主轴的非线性反演自适应控制[J];机床与液压;2000年01期
5 程代展,洪奕光,陈翰馥,秦化淑;非线性控制系统的层次化与机械化─—关于新方向的探索[J];控制理论与应用;1997年05期
6 陈卫田,周绍生,颜世田,初学导;一类不确定非线性系统的鲁棒输出反馈控制[J];控制理论与应用;1998年05期
7 程代展,洪奕光,秦化淑;多输入非线性系统后推(Backstepping)型(英)[J];控制理论与应用;1998年06期
8 余星火,武玉强;不确定非线性系统的自适应最终滑模控制──Backstepping方法(英)[J];控制理论与应用;1998年06期
9 王强德,陈卫田,魏春玲,初学导;一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制[J];控制理论与应用;2000年02期
10 慕春棣,梅生伟,申铁龙;非线性系统鲁棒控制理论的一些新进展[J];控制理论与应用;2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘玉生;;分散模型参考自适应控制[J];自动化学报;1992年06期
2 吴忠强;路正午;吴士昌;;不用线性补偿器的 MRAC 系统设计[J];燕山大学学报;1993年04期
3 ;自适应、自学习、自整定和自组织系统[J];电子科技文摘;2002年04期
4 李二超;李炜;刘微容;;机器人打毛刺系统模型参考自适应控制[J];制造业自动化;2007年12期
5 蔡满军;王向菊;吴士昌;;基于自适应逆控制的离散MRAC设计[J];系统工程与电子技术;2008年01期
6 崔伟莉;;自适应理论在自动驾驶仪设计中的应用[J];信息与电脑(理论版);2009年08期
7 孔令富;黄真;原福永;蔡鹤皋;;6-DOF液压并联机器人运动轨迹自适应控制[J];自动化技术与应用;1993年03期
8 韦子枝,张广成;;一种基于模型参考自适应控制理论构成的多级协调控制系统[J];电工技术学报;1993年04期
9 孔令富;原福永;黄真;蔡鹤皋;;一种只利用对象输入输出值设计的液压并联机器人MRACS[J];电气自动化;1994年05期
10 刘恒坤;施小红;常文森;;磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真[J];计算机仿真;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高楠;刘小河;高媛;;一类不确定非线性系统的L_2增益鲁棒自适应控制[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
2 张纪会;周绍生;武玉强;初学导;;一类输入受限制系统的自适应控制[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
3 范正平;唐英干;关新平;;一类混沌系统的鲁棒自适应控制研究[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
4 满化录;刘中仁;;一类MIMO对象的鲁棒模型参考自适应控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
5 刘川来;胡乃平;严以刚;王焱;;一类时滞系统的模型参考自适应控制[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
6 满江虹;武玉强;初学导;;MIMO系统的加权一步超前模型参考自适应控制[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
7 雷浩;贾英民;;一个自适应控制参数收敛性示例[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
8 秦孝艳;陈卫田;初学导;;不确定非线性系统的鲁棒自适应控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
9 文小玲;叶春生;;直流调速系统自适应速度控制方法的研究[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
10 马保离;霍伟;;基于RBF网络的空间机器人系统鲁棒自适应控制[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯颖;回滞非线性系统的鲁棒自适应控制[D];华南理工大学;2006年
2 薛雅丽;基于轨迹线性化方法的近空间飞行器鲁棒自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 彭周华;舰船编队的鲁棒自适应控制[D];大连海事大学;2011年
4 陈刚;不确定非线性系统的鲁棒自适应控制研究[D];浙江大学;2006年
5 陈卫东;输入有界不确定机器人控制策略研究[D];燕山大学;2006年
6 朱进;Markov跳跃系统的鲁棒Kalman滤波与非线性控制[D];中国科学技术大学;2006年
7 张莉洁;冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及其控制系统设计[D];南京理工大学;2008年
8 高强;远程多管火箭炮电液位置伺服系统辨识与控制策略研究[D];南京理工大学;2008年
9 邹旭东;变速恒频交流励磁双馈风力发电系统及其控制技术研究[D];华中科技大学;2005年
10 刘燕斌;高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史慧艳;交流钢包精炼炉电极控制方法及系统研究[D];天津大学;2005年
2 赵超;一种小波网络的快速算法及其在控制中的应用[D];大连理工大学;2005年
3 毛钢元;新型电气传动理论在电铲控制系统上的应用[D];武汉科技大学;2005年
4 徐波;参数不确定系统的自适应控制[D];中国计量科学研究院;2006年
5 张贵强;无轴传动技术同步控制的研究[D];东北大学;2005年
6 许移庆;变速恒频风力机转速控制研究[D];汕头大学;2005年
7 魏庆伟;交流电机单神经元模型参考自适应控制系统研究[D];青岛大学;2006年
8 王丽华;执行器部分故障下的自适应容错控制算法研究[D];吉林大学;2006年
9 陈凌;燃气燃烧器系统分析和控制应用[D];上海交通大学;2006年
10 黄艳玲;磁链对异步电机直接转矩控制系统影响的仿真研究[D];大连交通大学;2008年
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