公开(公告)号：CN118034269B

公开(公告)日：2024-09-24

申请号：CN202410051510.5

申请日：2024-01-12

申请人： 淮阴工学院

发明人： 赵建航 ,  刘伟 ,  王俊豪 ,  唐威 ,  钱宗敏 ,  费诗淇 ,  仝玉琪 ,  王友森 ,  杨逸凡 ,  刘滢 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  刘根水 ,  张丽娟 ,  张广运 ,  花顺 ,  董正 ,  邬清海

IPC分类号： G05D1/43 ,  G05D109/30

摘要： 本发明公开了一种用于船舶智能机动的自适应控制方法，对具有外部干扰和输入饱和效应的船舶智能机动系统设计一种有限时间预定性能的约束控制策略。针对船舶智能机动时需要保持的约束条件和所产生的输入饱和问题分别设计出时变的障碍李亚普诺夫函数和辅助系统，以此提升船舶航向角、输入舵令等参数的稳定性，利用神经网络技术和新的复合非线性干扰观测器去解决由未知外部干扰、高度不确定性未知函数对控制器递推设计的影响，结合有限时间控制技术和预定性能控制技术来保证包含航向角、偏航率、舵令等所有参数的有限时间稳定，保证船舶航向角与规定航向角的误差在预定时间内缩小到预定范围里，提高船舶航行时的平衡性和精度。

公开(公告)号：CN117031937B

公开(公告)日：2024-07-16

申请号：CN202310846399.4

申请日：2023-07-11

申请人： 淮阴工学院

发明人： 刘伟 ,  钱宗敏 ,  王俊豪 ,  唐威 ,  赵建航 ,  费诗淇 ,  刘滢 ,  赵环宇 ,  杜董生

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明公开了一种基于预定性能误差的两轮自平衡机器人的强化学习控制方法，包括将机器人的状态方程进行转化，得到状态空间方程；设计预定性能函数将误差约束问题转化为无约束误差的跟踪问题，建立无约束增广系统对最优控制问题进行预处理；建立跟踪误差和控制成本的函数；针对成本函数设计HJB方程，利用单神经网络在线强化学习技术在模型信息未知的情况下引入并行学习技术求解HJB方程，避免了自适应控制所必需的持续激励条件；设计李亚普洛夫函数保证机器人系统的稳定性。与现有技术相比，本发明能够保证输出轨迹跟踪给定信号且跟踪误差被约束在性能指标范围之内，在实现系统稳定的前提下平衡跟踪控制性能与控制成本。

公开(公告)号：CN117506896A

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202311455734.4

申请日：2023-11-02

申请人： 淮阴工学院 ,  江苏华宇印务有限公司

发明人： 王俊豪 ,  刘伟 ,  唐威 ,  费诗淇 ,  钱宗敏 ,  赵建航 ,  刘滢 ,  刘根水 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  王业琴 ,  徐大伟 ,  张丽娟 ,  花顺 ,  张广运

IPC分类号： B25J9/16

摘要： 本发明公开了一种嵌入直流电机单连杆机械臂控制方法，用于具有输出约束直流电机单连杆机械臂系统的控制，包括：首先基于加幂积分技术，将传统低阶滑模动力学系统扩展到高阶，提出固定时间稳定的高阶滑模算法；考虑到连杆和电机轴的角位置未知和电机电枢输出电压受限的问题，构造正切型障碍Lyapunov函数和固定时间干扰观测器；利用类backstepping方法推导设计控制器，根据Lyapunov第二法稳定判据和固定时间稳定定理，验证 的成立情况，并得到固定时间的确定性表达式。本发明可确保系统状态在输出受限的情况下能够独立于系统初始条件实现稳定收敛，且稳定时间不会无限增长的性能指标，提高机械臂控制系统的可预测性和精确控制能力，增强系统的鲁棒性和自适应特性。

公开(公告)号：CN117283562A

公开(公告)日：2023-12-26

申请号：CN202311455695.8

申请日：2023-11-02

申请人： 淮阴工学院

发明人： 王俊豪 ,  刘伟 ,  唐威 ,  费诗淇 ,  钱宗敏 ,  赵建航 ,  刘滢 ,  刘根水 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  王业琴 ,  张丽娟 ,  花顺 ,  张广运

IPC分类号： B25J9/16 ,  B25J13/00

摘要： 本发明公开了一种基于预定时间稳定的柔性机械臂控制方法，在满足预定时间指标和高精度控制的要求下，用于具有输出约束的柔性机械臂控制；首先基于柔性机械臂的动力学行为将标准的滑模积分链系统推广至带有非匹配项新高阶滑模动态系统，建立电机和关节的动力学模型；采用满足输出约束条件的Barrier Lyapunov函数；在非匹配项的增益函数上界未知的情况下，通过时变放缩函数对原始系统进行转换，构造用于设计预定时间控制器的辅助系统，提出基于高阶滑模算法的预定时间控制器；本控制方法不需试错调参，在降低系统能耗和机械损耗前提下，进一步增强系统的可预测性，提高系统的运动精度和稳定性。

公开(公告)号：CN117215240A

公开(公告)日：2023-12-12

申请号：CN202311283726.6

申请日：2023-09-28

申请人： 淮阴工学院

发明人： 刘伟 ,  费诗淇 ,  钱宗敏 ,  赵建航 ,  王俊豪 ,  唐威 ,  刘滢 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  王业琴 ,  刘根水 ,  张丽娟

IPC分类号： G05B19/042

摘要： 本发明公开了一种非线性机电伺服系统的预分配时间预定性能控制方法，包括：获取机电伺服系统具有状态约束的非线性系统的状态方程；依据状态方程及状态约束条件，确定控制目标；根据状态方程设计误差变量，并基于反步控制方法进行递推设计，根据控制目标设计虚拟控制变量和实际控制变量；构建预定性能障碍Lyapunov函数V，并将所设计的虚拟控制变量和实际控制输入代入，验证其是否满足预分配时间稳定性判据。证明控制方案能够实现闭环系统在预分配时间内稳定，并在满足预定性能指标的前提下跟踪给定轨迹信号。与现有技术相比，本发明能够根据机电系统模型的参数情况，保证整个闭环系统的控制轨迹在预先指定的时间内全局收敛，且满足预先设定的性能指标。

公开(公告)号：CN116079741B

公开(公告)日：2023-12-01

申请号：CN202310192069.8

申请日：2023-03-02

申请人： 淮阴工学院

发明人： 刘伟 ,  赵建航 ,  钱宗敏 ,  费诗淇 ,  刘滢 ,  余慧 ,  季新然 ,  周杰 ,  张泽林 ,  秦轶 ,  梅哲凡 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  张丽娟

IPC分类号： B25J9/16

摘要： 本发明公开了一种电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法，包括：描述机器人单连杆机械臂的动力学方程，根据动力学方程得到具有非匹配干扰的不确定纯反馈非线性系统的状态方程；设计有限时间性能函数来约束系统动态模型的误差变量进而实现系统的跟踪控制满足规定性能的控制目标；基于动态面递推控制方法，结合模糊逼近、非线性干扰观测器的方法设计虚拟控制、实际控制输入和自适应更新律；构造Lyapunov函数V，计算 的不等式，验证其是否满足 对所设计的有限时间预定性能模糊自适应控制方案进行稳定性证明、性能指标分析。本发明实现了机械臂跟踪控制性能在规定时间内满足规定的性能指标。

公开(公告)号：CN114839880A

公开(公告)日：2022-08-02

申请号：CN202210619954.5

申请日：2022-06-02

申请人： 淮阴工学院

发明人： 刘伟 ,  赵建航 ,  刘滢 ,  费诗淇 ,  钱宗敏 ,  季新然 ,  周杰 ,  张泽林 ,  余慧 ,  秦轶 ,  陈鑫茹 ,  刘莹 ,  钱科匀 ,  赵环宇 ,  马从国

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明公开了一种基于柔性关节机械臂的自适应控制方法，该方法包括：根据柔性关节机械臂的动力学方程得到具有全状态约束的纯反馈非线性系统的状态方程；依据所述纯反馈非线性系统的状态方程构建设计变量；利用基于动态面控制方法进行递推设计，根据控制目标拟设计虚拟控制变量、实际控制输入及自适应更新律；采用所述设计变量和纯反馈非线性系统的状态方程构建Lyapunov函数，选取合适的Lyapunov函数V，对函数V求导并将虚拟控制变量、实际控制输入、自适应更新律代入，验证是否成立。本发明方法可保证系统的状态约束条件永远不被违反，且针对系统中存在的未知参数，采用利用神经网络逼近，解决系统控制参数不完全情况下的控制问题。

公开(公告)号：CN116430724A

公开(公告)日：2023-07-14

申请号：CN202310285513.0

申请日：2023-03-22

申请人： 淮阴工学院

发明人： 刘伟 ,  钱宗敏 ,  赵建航 ,  费诗淇 ,  刘滢 ,  王俊豪 ,  唐威 ,  靖阳 ,  余慧 ,  季新然 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  刘根水 ,  张丽娟

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明公开了一种改善机器人运动平衡性的自适应控制策略，包括：将机器人运动的状态方程进行转化，得到一般形式的状态方程；设计有限时间性能函数，结合障碍李亚普诺夫函数构建合适的受约束误差变量；结合神经网络逼近技术，利用动态面控制反推方法设计虚拟控制、实际输入、自适应更新律和非线性干扰观测器；设计合适的正定李亚普诺夫函数L，对其进行求导计算代入虚拟控制、实际输入、自适应更新律和非线性干扰观测器得到并进行稳定性判定。与现有技术相比，本发明能够保证系统在有限时间内稳定，且能够在满足约束条件的情况下保证跟踪误差在规定时间收敛到预定义的范围内，实现了机器人运动系统的约束控制、干扰抑制和有限时间预定性能指标。

公开(公告)号：CN117921659B

公开(公告)日：2024-09-24

申请号：CN202410051541.0

申请日：2024-01-12

申请人： 淮阴工学院

发明人： 费诗淇 ,  刘伟 ,  王俊豪 ,  唐威 ,  钱宗敏 ,  赵建航 ,  刘滢 ,  赵环宇 ,  杜董生 ,  王业琴 ,  刘根水 ,  张丽娟 ,  花顺 ,  张广运 ,  邬清海 ,  董正

IPC分类号： B25J9/16

摘要： 本发明公开了一种基于命令滤波器的单连杆机械臂预定时间控制方法，包括：根据单连杆机械臂的动力学模型，得到具有状态约束的非线性系统的状态方程；确定控制目标；根据状态方程设计误差变量，并基于命令滤波器反步控制方法进行递推设计，设计虚拟控制变量、实际控制变量、一阶滤波器和误差补偿变量；构建预定性能障碍Lyapunov函数V，验证设计的变量是否满足预定时间稳定性判据；对设计的控制方案进行稳定性证明、性能指标分析。与现有技术相比，本发明避免了传统反步设计过程中对虚拟控制律重复求导所引起的“复杂性爆炸”问题，进一步消除了滤波过程中产生的误差，实现单连杆机械臂在预定时间内跟踪给定轨迹，且跟踪误差在预设范围之内。

公开(公告)号：CN114839880B

公开(公告)日：2024-04-19

申请号：CN202210619954.5

申请日：2022-06-02

申请人： 淮阴工学院

发明人： 刘伟 ,  赵建航 ,  刘滢 ,  费诗淇 ,  钱宗敏 ,  季新然 ,  周杰 ,  张泽林 ,  余慧 ,  秦轶 ,  陈鑫茹 ,  刘莹 ,  钱科匀 ,  赵环宇 ,  马从国

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明公开了一种基于柔性关节机械臂的自适应控制方法，该方法包括：根据柔性关节机械臂的动力学方程得到具有全状态约束的纯反馈非线性系统的状态方程；依据所述纯反馈非线性系统的状态方程构建设计变量；利用基于动态面控制方法进行递推设计，根据控制目标拟设计虚拟控制变量、实际控制输入及自适应更新律；采用所述设计变量和纯反馈非线性系统的状态方程构建Lyapunov函数，选取合适的Lyapunov函数V，对函数V求导#imgabs0#并将虚拟控制变量、实际控制输入、自适应更新律代入，验证#imgabs1#是否成立。本发明方法可保证系统的状态约束条件永远不被违反，且针对系统中存在的未知参数，采用利用神经网络逼近，解决系统控制参数不完全情况下的控制问题。