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基座参数欠精确环境下双机械臂刚体夹持系统的自适应神经鲁棒控制 Research

Fan XU, Jin WANG, Guo-dong LU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第11期页码 1316-1327 doi: 10.1631/FITEE.1601707

摘要：针对基座参数欠精确环境下双机械臂刚体夹持系统的自适应调控问题进行研究。提出一种自适应神经鲁棒控制器，能同时解决基座参数欠精确、系统内力、建模不确定性、关节摩擦以及外部干扰等多种问题。该控制器采用一个径向基神经网络来逼近系统包括非预期内力在内的全部动力学部分。结合仿真实验和分析，该控制器能有效保证轨迹跟踪误差渐进收敛于0，并保持内力在可接受范围。在自适应调节机制下，该方法能对系统中双机械臂进一步在线精确标定。为保证系统全局稳定性，该控制器建立定制化鲁棒补偿，结合李雅普诺夫理论，证明该控制器在基座欠精确以及其他多种不确定环境下的鲁棒性。

关键词：协同机械臂；神经网络；欠精确基座平移坐标；自适应控制；鲁棒控制

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离心机的自适应鲁棒控制系统

李果,张培昌,胡剑飞,余达太

《中国工程科学》 2006年第8卷第9期页码 30-34

摘要：

为了改善离心机的控制性能和稳定性，进行了离心机的自适应鲁棒控制系统研究；基于电动机与离心机相连的结构，设计了控制器以期得到满意的控制性能；首先提出了一种基于自适应鲁棒控制器的离心机控制系统，针对离心机模型设计了自适应鲁棒控制算法；试验结果证明了该控制算法的有效性；在环境条件不同的情况下，离心机控制系统仍表现了满意的控制性能。

关键词：离心机自适应控制鲁棒控制

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网络远程控制中机械臂的连续轨迹控制

郑桦,丛爽

《中国工程科学》 2008年第10卷第10期页码 91-95

摘要：

探讨了点位控制在二自由度机械臂网络远程控制中的问题，将连续轨迹控制应用到基于关节坐标空间的机器人控制系统中，分析了在远程操控环境中实现连续轨迹控制所需要满足的条件，给出了最佳合成速度的求法，并进行了实际系统的远程控制实验，在期望时间内实现了连续、平滑的运动效果，证实了在网络远程系统的控制中采用连续轨迹控制能够获得更高的精度。

关键词：远程控制连续轨迹控制机械臂系统

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带有预设性能的高阶多输入多输出非线性系统自适应跟踪控制 Research Articles

王雪娆1,2,王庆领1,2,孙长银1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第7期页码 986-1001 doi: 10.1631/FITEE.2000145

摘要：本文针对一类不确定多输入多输出非线性系统提出一种基于观测器的自适应预设性能跟踪控制策略，同时考虑了系统中可能存在的不确定性。为估计被控系统中的不确定性以及外部扰动，本文构建了一类新颖的有限时间神经网络干扰观测器。此外，为保证系统可以达到预设性能，采用一类误差转换方法，可以将时变约束转换为一种等价的非时变约束。随后，基于障碍李雅普诺夫函数以及反步方法，提出一种基于观测器的跟踪控制策略。经证明，本文所设计的控制方法可以使闭环系统所有信号实现有界，跟踪误差满足预设的时变性能指标。最后，无人机系统数值仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

关键词：自适应跟踪控制；预设性能；输入饱和；干扰观测器；神经网络

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输出受限的柔性海洋立管自适应神经网络边界控制 Research Article

余初阳1,楼旭阳1,马艺飞1,叶倩2,张今旗3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第8期页码 1229-1238 doi: 10.1631/FITEE.2100586

摘要：针对具有未知非线性扰动和输出限制的柔性海洋立管系统，提出一种基于自适应神经网络的边界控制方法抑制振动。首先，通过偏微分方程分布参数系统描述柔性海洋立管系统的动态特性。为补偿非线性扰动对系统影响，利用径向基神经网络构造一个基于神经网络的边界控制器以减少振动。在所提边界控制器下，基于李亚普诺夫方法，保证柔性海洋立管系统一致有界。该方法为其他柔性机器人系统的边界控制提供了一种集成神经网络的思路。最后，通过数值仿真验证所提方法的有效性。

关键词：海洋立管系统；偏微分方程；神经网络；输出限制；边界控制；未知扰动

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气辅注塑成型注气压力的模糊神经网络控制研究

欧长劲

《中国工程科学》 2007年第9卷第5期页码 27-32

摘要：

针对气辅注塑成形的注气压力精确控制要求，设计了具有５层结构的模糊神经网络控制器和控制算法，利用神经网络的学习能力实现对模糊逻辑规则的优化，改善了系统的适应性。对系统３段压力控制的仿真分析，验证了模糊神经网络控制模型的可行性，控制效果良好。

关键词：气体辅助注射成型模糊神经网络注气压力控制

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先进控制方法在航天器上的应用：进展、挑战和未来发展 Review

Yong-chun XIE,Huang HUANG,Yong HU,Guo-qi ZHANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第9期页码 841-861 doi: 10.1631/FITEE.1601063

摘要：概要：本文从工程师角度出发，对当前先进控制方法在航天器上的应用情况进行综述。本文的目的是向工程师们展示已获得实际应用的先进控制方法，而不是仅仅停留在理论研究阶段的方法。我们通过大量的文献调研发现，尽管当前先进控制理论和方法发展得非常迅速，但是绝大部分先进控制方法距离在航天器上实际应用还有较远的距离。目前，国内外发射的大量航天器中，只有屈指可数的极少数航天器采用了先进控制方法，其中H2/Hinfinity鲁棒控制主要用在弹性模态较为明显的航天器上，MARC等自适应控制方法主要用于处理模型不确定的情况望从事航天器控制的工程师们通过本文的研究，可以对具有较强工程应用价值的先进控制方法有一个全面的认识；同时，也向理论研究者们提出了航天器实际的工程需求。

关键词：航天器控制；鲁棒控制自适应控制；最优控制

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基于价格机制的无线网自适应接纳控制算法

张雪

《中国工程科学》 2006年第8卷第4期页码 32-38

摘要：

为了有效地控制对无线网资源的使用，针对自适应的多媒体应用带宽可以动态调整的特点以及价格对用户行为的影响，提出一种与价格机制相结合的自适应的接纳控制算法，该算法适合于无线网中具有多服务类、多优先级服务的情况，并根据网络当前状况动态地调整价格以缓解拥塞问题。最后与未结合价格机制的自适应接纳控制算法进行性能对比表明，将价格机制与接纳控制结合起来，可以很大程度上改善无线网的性能。

关键词：无线网络自适应的接纳控制微观经济学价格机制连接级QoS

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欠驱动3D双足机器人步态切换控制策略 Research Articles

Hai-hui YUAN, Yi-min GE, Chun-biao GAN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第8期页码 1026-1035 doi: 10.1631/FITEE.1800206

摘要：本文针对一个五杆欠驱动3D双足机器人步态切换问题，提出一种基于分层控制的切换控制策略。该策略包括切换控制器设计以及基于事件的反馈控制器设计。所设计的基于事件反馈控制器会在每一步对反馈增益进行自适应更新，而所设计的切换控制器将引导机器人从当前步态到达目标步态的邻域范围以实现平滑收敛。与以往研究相比，本文采用参数优化法设计切换控制器参数，确保机器人在步态切换过程中满足物理约束条件。最后，为验证所提控制策略的有效性，针对欠驱动3D双足机器人进行了数值仿真验证。

关键词：步态切换；欠驱动3D双足机器人；基于事件的反馈控制器；自适应控制律

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模型不确定性和执行器故障下的四旋翼飞行器主动容错控制方法 None

Yu-jiang ZHONG, Zhi-xiang LIU, You-min ZHANG, Wei ZHANG, Jun-yi ZUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 95-106 doi: 10.1631/FITEE.1800570

摘要：针对四旋翼飞行器的执行器故障，提出一种可靠的主动容错控制方法。该方法以模型参考自适应控制理论为框架，保证四旋翼飞行器系统的全局渐进稳定性。为消除模型不确定性影响，增强系统鲁棒性，径向基神经网络算法被集成到所设计的控制系统中，自适应地辨识模型不确定性，在线调整参考模型。此外，为避免因执行器饱和及响应速率限制造成的不必要的系统性能下降，在控制器设计过程中，同时考虑执行器动态特性。基于自适应两级卡尔曼滤波器设计的故障检测与诊断模块，可以准确估计执行器控制效率损失故障。利用获取的故障信息，重新构造控制器的控制律，弥补执行器故障的不利影响。仿真结果表明，在执行器有、无故障两种情况下，提出的主动容错控制方法都能使四旋翼飞行器准确跟踪期望的参考信号。

关键词：模型参考自适应控制；神经网络；四旋翼飞行器；容错控制；故障检测与诊断

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高频真空木材干燥的模糊神经网络控制方法研究

姜滨,孙丽萍,曹军,周正

《中国工程科学》 2014年第16卷第4期页码 17-20

摘要：在木材高频真空联合干燥过程的理论分析基础上，针对神经网络方法建立的木材干燥模型，设计了木材干燥模糊控制器和模糊神经网络控制器。对模糊控制和模糊神经网络两种控制方法进行了仿真实验，结果表明模糊神经网络方法控制效果更好，如温度上升快，控制精度高，稳定性好。模糊神经网络控制方法对实现木材干燥过程的全自动控制具有重要研究意义。

关键词：高频真空木材干燥模糊神经网络

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含参数初值整定和自适应鲁棒方法的3-RPS气动并联平台位姿控制 Article

Guo-liang TAO,Ce SHANG,De-yuan MENG,Chao-chao ZHOU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第3期页码 303-316 doi: 10.1631/FITEE.1500353

摘要：本文讨论了关于气缸驱动的3-RPS并联平台的一种控制方法。研究对象使用气动比例方向阀控制各驱动气缸，并建立了系统的运动学和动力学模型，采用基于反步法和在线参数辨识的自适应鲁棒控制器作为主要控制方式。同时为了满足对系统未建模部分和参数估计误差导致的干扰，将直接自适应快速补偿集成与控制器的设计中。为了避免因为在平台运动过程等实际工况中负载变化对性能造成的影响，提出了一种参数初值整定模式，提升了控制算法的适应性。通过采用这些方法，并联平台位姿轨迹跟踪性能的频响和精度均有了提升，并且负载和约束内力对平台控制性能造成的不良影响也得到了消除。不同工况下的实验显示了所设计的控制方法的良好性能，使整体平均相对误差减小到1%以内。

关键词：参数初值整定；自适应鲁棒控制；并联机构；气缸

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带误差补偿的GPC对网络控制系统时延的解决

王冬青

《中国工程科学》 2005年第7卷第8期页码 60-65

摘要：

针对网络控制系统(NCS)具有不确定时延的特性，提出了将广义预测控制(GPC)应用于网络控制系统的思想。为了克服模型失配和系统不确定性的影响，基于BP神经网络建立一个误差的预测模型，用误差预测值对输出预测值进行补偿，构成新型的广义预测控制算法，并采用了平滑滤波的加权输入控制律。在网络控制系统中，测试了网络数据传输的随机延迟时间特性，比较了GPC和具有BP网络预测误差补偿的GPC两种控制方法，验证了具有BP网络预测误差补偿的GPC在模型失配时的更好的控制性能。

关键词：网络控制系统 (NCS) 不确定时延广义预测控制 (GPC) 神经网络

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工程机械控制与操纵系统的网络控制研究

李运华,杨桂林

《中国工程科学》 2005年第7卷第9期页码 25-29

摘要：

简要综述了工程机械中控制与操纵系统的发展历程和关键技术；提出了基于现场总线控制的网络控制实现功率传输和运动控制与综合的新方案；以应用于上海磁悬浮铁路工程轨道梁搬运的工程机械的计算机控制系统为例，讨论了基于现场总线控制系统(FCS)和PC104车载工控机的车辆计算机网络控制系统的设计方法和控制策略；研究结果为大型车辆与工程机械的控制与操纵提供了新的实现途径。

关键词：工程机械控制操纵网络控制

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飞航导弹高精度自适应预测控制设计

孙明玮,陈增强,袁著祉,任强,杨明

《中国工程科学》 2005年第7卷第10期页码 23-27

摘要：通过以小扰动模型为基础的导弹动力学特性分析，建立了导弹姿态控制回路的串级控制结构，并且以离散模型作为基于递推最小二乘法的自适应预测控制的被控对象，把原先响应较慢的质心控制转换为反应较快而且精度高的弹道角控制根据导弹的特性，在姿态内回路采用广义预测控制，在弹道外回路采用一种积分形式的预测控制。在参考信号上，实现了质心指令到弹道指令的有效变换，为高精度小超调跟踪奠定了基础。这种方法实现了姿态参考信号与导引指令的统一，姿态控制与质心控制的统一，充分降低了对气动等数据的精度要求，参数选择简单。数值仿真结果说明了这种方法的有效性；提出了进一步的研究方向。

关键词：飞航导弹自适应控制模型预测控制鲁棒性