考虑持续干扰与参数不确定性的船用吊车控制方法

    公开(公告)号:CN106986271B

    公开(公告)日:2018-07-20

    申请号:CN201710259672.8

    申请日:2017-04-20

    申请人: 南开大学

    IPC分类号: B66C13/18 B66C13/16

    摘要: 一种考虑持续干扰与参数不确定性的船用吊车控制方法,属于欠驱动机械系统自动控制的技术领域。该方法包括:针对受持续干扰影响的船用吊车系统动力学模型,考虑包括负载等在内的参数不确定影响,设计了一种非线性控制方法,能实现船用吊车的控制目标,同时可补偿吊绳升降及悬臂俯仰过程中的重力影响。实验结果表明,此方法可处理船用吊车系统的参数不确定性及干扰影响,有效抑制负载摆动,实现负载的精确定位。

    考虑持续干扰与参数不确定性的船用吊车控制方法

    公开(公告)号:CN106986271A

    公开(公告)日:2017-07-28

    申请号:CN201710259672.8

    申请日:2017-04-20

    申请人: 南开大学

    IPC分类号: B66C13/18 B66C13/16

    CPC分类号: B66C13/18 B66C13/16

    摘要: 一种考虑持续干扰与参数不确定性的船用吊车控制方法,属于欠驱动机械系统自动控制的技术领域。该方法包括:针对受持续干扰影响的船用吊车系统动力学模型,考虑包括负载等在内的参数不确定影响,设计了一种非线性控制方法,能实现船用吊车的控制目标,同时可补偿吊绳升降及悬臂俯仰过程中的重力影响。实验结果表明,此方法可处理船用吊车系统的参数不确定性及干扰影响,有效抑制负载摆动,实现负载的精确定位。

    基于伪谱法的双摆吊车全局时间最优轨迹规划方法

    公开(公告)号:CN105174061B

    公开(公告)日:2017-03-29

    申请号:CN201510624100.6

    申请日:2015-09-28

    申请人: 南开大学

    发明人: 方勇纯 陈鹤 孙宁

    IPC分类号: B66C13/18

    摘要: 一种基于伪谱法的双摆吊车全局时间最优轨迹规划方法。解决非线性双摆桥式吊车系统自动控制问题,方法具有良好的台车定位与两级负载摆动消除性能。首先对系统运动学模型进行变换,以方便接下来的分析。之后考虑包括两级摆角及台车速度和加速度上限值在内的多种约束,构造出相应的优化问题。随后,利用高斯伪谱法将该带约束的优化问题转化为更易于求解的非线性规划问题并求解,得到时间最优的台车轨迹。本发明利用伪谱法的思想对复杂的时间最优问题进行处理与转化,降低了求解的难度;同时,本方法可以得到全局时间最优的结果,可极大地提高吊车系统的工作效率。仿真与实验结果表明,本发明能取得良好的控制效果,具有很好的实际应用价值。

    基于负载广义运动的桥式吊车非线性耦合控制方法

    公开(公告)号:CN102765665A

    公开(公告)日:2012-11-07

    申请号:CN201210243536.7

    申请日:2012-07-13

    申请人: 南开大学

    IPC分类号: B66C13/22 B66C13/06

    摘要: 基于负载广义运动的桥式吊车非线性耦合控制方法。针对欠驱动吊车系统,提出了一种基于负载广义运动的非线性耦合控制方法,该方法具有良好的台车定位与负载摆动消除性能。相比较已有的吊车控制方法,该方法既适用于镇定控制又适用于轨迹跟踪控制。该方法包括:设计了一个类似于负载水平位移的信号,并在此基础之上构造了一种新的误差信号,增强了台车与负载之间的耦合关系;提出了一种新颖的非线性耦合控制方法,将吊车系统转化为一个由负载摆动子系统与误差信号子系统组成的互联系统。借助输入—状态稳定性理论与拉塞尔不变性原理证明了闭环系统的控制性能。实验结果表明,本发明所提出的控制方法能取得良好的控制效果,具有很好的实际应用价值。

    一种用于欠驱动起重机系统的安全滤波器

    公开(公告)号:CN118183499A

    公开(公告)日:2024-06-14

    申请号:CN202410307346.X

    申请日:2024-03-18

    申请人: 南开大学

    摘要: 本发明公开了一种用于欠驱动起重机系统的安全滤波器,所述滤波器通过时变约束方法对起重机系统进行层级实时控制;所述动力分析模块根据欧拉‑拉格朗日方程构建起重机动力数学模型,所述状态约束模块根据时变约束函数构建起重机系统的吊载时变约束条件:构建起重机系统的第二吊载时变约束条件;根据所述起重机动力数学模型和所述第二起重机系统的吊载时变约束条件根据所述起重机动力数学模型和所述起重机系统的第二吊载时变约束条件,构建高阶控制障碍函数计算模块;所述分层二次规划模块通过获取状态测量模块中负载信息按照二次规划算法向起重机系统输出层级安全控制信号;本发明通过安全滤波器对起重机进行实时控制,能够保证快速消摆、抑制残余摆动等方面的暂态性能,并且能够保证负载躲避动态障碍物。

    一种变结构四旋翼系统及其控制方法

    公开(公告)号:CN116039977A

    公开(公告)日:2023-05-02

    申请号:CN202211730240.8

    申请日:2022-12-30

    摘要: 本发明涉及旋翼飞行器技术领域,提供了一种变结构四旋翼系统及其控制方法,包括:机身,设置于机身上的舵机、机载电脑和若干种传感器,分别设置于机身四个角上的第一高位机臂、第二高位机臂、第一低位机臂和第二低位机臂,设置于每个机臂端部的电机;第一高位机臂和第一低位机臂之间存在高度差,对角线上的两个机臂位于同一高度;机载电脑根据若干种传感器上传的传感器数据和各个机臂的旋转角度,通过线性扩张状态观测器估计补偿各个机臂的旋转运动所带来的扰动,控制各个电机的转速。在保证四旋翼稳定飞行的同时,显著提高四旋翼的狭小空间通过能力,从而极大地提高了四旋翼的适应性。

    基于关节角度和肌肉长度测量的机器人控制系统及方法

    公开(公告)号:CN113305879B

    公开(公告)日:2022-08-26

    申请号:CN202110384674.6

    申请日:2021-04-09

    申请人: 南开大学

    摘要: 本公开提供了一种基于关节角度和肌肉长度测量的机器人控制系统及方法,包括测量模块和控制模块;测量模块用于获取机器人关节的角度数据和气动肌肉的气压数据,将角度数据和气压数据输入最终动力学模型获取气动肌肉长度变化信息,所述最终动力学模型建立过程包括,基于几何结构建立角度转化长度模型,获得气动肌肉长度和气压的对应关系并结合上述角度转化长度模型,化简得到最终动力学模型;控制模块利用气动肌肉长度变化信息作为状态变量的反馈值,调节机器人的控制气压值和电压值;能够获取高精度的气动肌肉长度的变化数据。

    多自由度机械臂模糊自适应迭代轨迹跟踪控制方法及系统

    公开(公告)号:CN114310914A

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN202210138400.3

    申请日:2022-02-15

    申请人: 南开大学

    IPC分类号: B25J9/16

    摘要: 本发明属于机器人自动控制技术领域,提供了一种多自由度机械臂模糊自适应迭代轨迹跟踪控制方法及系统。其中,该方法包括获取多自由度机械臂的实时实际关节角;根据多自由度机械臂的实时实际关节角与目标关节轨迹之间的误差,实时调整模糊自适应迭代轨迹跟踪控制器中PD项控制参数,得到PD项控制输入信号;基于上一次迭代的控制输入、与误差相关的符号函数项及PD项共同构成当前次迭代的控制输入信号;基于每次迭代的控制输入信号及多自由度机械臂的线性化模型进行多次迭代,以控制机器人关节角和末端执行器跟踪目标轨迹。

    考虑误差约束的打磨机器人力/位混合控制方法及系统

    公开(公告)号:CN113110051A

    公开(公告)日:2021-07-13

    申请号:CN202110401790.4

    申请日:2021-04-14

    申请人: 南开大学

    IPC分类号: G05B13/04

    摘要: 本公开提出了考虑误差约束的打磨机器人力/位混合控制方法及系统,包括:建立打磨机器人末端执行器与环境间的接触力的模型;基于上述模型获得环境与机器人末端执行器之间的实际接触力,根据实际接触力与目标接触力之间的误差,调整力控方向上的目标位置,使实际接触力能够跟踪目标接触力;通过工业机器人内部封装的高精度伺服驱动器实现位置控制。本发明考虑到实际打磨系统中,环境刚度的准确值难以获得,存在一定的不确定性,以及存在未知扰动等未建模动态,提出了机器人末端执行器与环境接触时的接触力模型,从而使接触力的描述更接近实际情况。本发明所提力/位混合控制方法可以实现准确的轨迹跟踪和力跟踪,并保证力跟踪误差始终在设定界限内。