本文介绍了针对海洋表面车辆(MSV)的双环自适应轨迹跟踪控制系统,该系统既解决运动学和动态干扰。该方法始于外环的后台控制策略,该策略在运动级别生成速度命令,以确保对MSV的位置和标题进行准确跟踪。一个自适应估计器已整合以评估未知的海洋电流速度,从而有效地补偿了其影响。内环控件采用线性参数化来在动态级别产生扭矩命令,从而确保实际速度和指挥速度状态之间的对齐。提出了两种自适应调整定律:一个用于估算具有挑战性的水动力参数,另一个用于补偿外部海洋干扰。双环控制可显着减轻运动学和动态干扰的影响,从而提高了MSV跟踪的精度和整体性能。稳定性,并得出了系统未知参数的适应定律。数值模拟证明了拟议的控制策略的功效。
摘要 - 本文研究DDPG算法在轨迹跟踪任务中的应用,并提出了一种与FRENET坐标系相结合的轨迹跟踪控制方法。通过将车辆的位置和速度信息从笛卡尔坐标系转换为FRENET坐标系,该方法可以更准确地描述车辆的偏差和旅行距离,相对于道路的中心线。DDPG算法采用了参与者 - 批评框架,使用深层神经网络进行策略和价值评估,并将体验重播机制和目标网络结合在一起,以提高算法的稳定性和数据利用效率。实验结果表明,基于FRENET坐标系的DDPG算法在复杂环境中的轨迹跟踪任务中表现良好,可实现高精度和稳定的路径跟踪,并证明其在自主驾驶和智能运输系统中的应用潜力。
摘要在这项工作中提出了一种强大的无模型自适应迭代学习控制(R-MFAILC)算法,以解决横向控制自动驾驶总线的问题。首先,根据自主总线的周期重复工作特性,利用了迭代域中使用的一种新型的动态线性化方法,并给出了具有伪梯度(PG)的时变数据模型。然后,R-MFAILC控制器的设计具有建议的自适应衰减因子。所提出的算法的优势在于R-MFAILC控制器,该控制器仅利用了调节实体的输入和输出数据。此外,R-MFAILC控制器具有很强的鲁棒性,并且可以处理系统的非线性测量干扰。在基于卡车SIM模拟平台的模拟中,验证了所提出的算法的有效性。使用严格的数学分析来证明所提出算法的稳定性和收敛性。
摘要:随着当今社会的快速发展,交通环境变得越来越复杂。作为智能车辆的重要组成部分,轨迹跟踪因其稳定性和安全性引起了极大的关注。在高速工作等极端工作条件下,准确性和不稳定性很容易发生。在本文中,为分布式驱动车辆提出了一种轨迹跟踪控制策略,以确保在高速和低固定限制条件下进行横向稳定性。模型预测控制器(MPC)用于控制前轮角度,并且设计了粒子群优化(PSO)算法以适应MPC控制参数。滑动模式控制器控制后轮角度,并且通过分析β-来判断车辆不稳定性度。β相平面。在本文中设计了不同不稳定性度的控制器。最后,扭矩分隔器的设计目的是考虑驱动防滑。设计的控制器通过CARSIM和MATLAB-SIMULINK共模拟验证。结果表明,本文设计的轨迹跟踪控制器有效地提高了在确保稳定性的前提下的跟踪精度。
摘要:在本文中,提出了一种基于扩展状态观察者(ESO)(ESO)的低速汽车移动机器人(CLMR)的轨迹跟踪控制策略,并提出了后台控制控制,以解决轨迹跟踪的问题问题,该问题是由模拟错误和外部干扰物引起的轨迹跟踪准确性降解。首先,将建模误差和外部干扰引入了CLMR的理想运动学模型中,并利用一组输出方程将耦合的,不向导的干扰运动学模型拆分为两个相互独立的子系统。接下来,基于线性ESO估算子系统中的干扰,并通过Lyapunov方法证明了所提出的观察者的收敛性。最后,使用后备控制控制器设计具有干扰补偿的控制器,以完成CLMR的轨迹跟踪任务。仿真和实验结果显示了拟议的控制方案的有效性。
I. 引言 A. 背景与动机 近年来,空中操控引起了机器人研究界的极大兴趣 [1]。多个研究小组展示了使用安装在空中机械手上的夹持器进行空中抓取 [2]–[4]。Lee 和 Kim、Kim 等人展示了协作式空中机械手在有障碍物的环境中抓取未知有效载荷 [5],[6]。Orsag 等人演示了使用四旋翼平台和安装在平台上的双臂执行拾取和钉孔任务 [7]。欧盟第七框架计划资助了几个空中机械手项目,研究空中机械手与环境交互时的运动规划和阻抗控制 [8]–[10]。德国航空航天中心的一个研究小组介绍了安装在直升机上的 7 自由度人形手臂的潜在应用 [11]。类似 Delta 的机构 [12] 和并联机械手 [13] 也被考虑用于空中机械手。这些现有的研究为空中操纵的研究提供了广阔的未来。然而,与地面操纵器相比,空中操纵器能够完成的任务仍处于非常初级的阶段。这是由于许多因素造成的,例如
摘要:本文介绍了微型自主四旋翼直升机系统 (X4 原型) 的轨迹跟踪控制的开发和实验验证,该系统使用基于二阶滑模技术的稳健算法控制,也称为户外环境中的超扭转算法。这种非线性控制策略保证在存在外部干扰或模型不确定性影响我们的四旋翼直升机的适当行为的情况下,在有限时间内收敛到所需路径 r (t)。为此,选择多项式平滑曲线轨迹作为参考信号,其中函数的相应导数是有界的。此外,我们考虑了作用于飞行器的阵风干扰,并在先进的自动驾驶系统中预先编程了参考信号。提出的解决方案包括使用 GPS 测量实施基于超扭转控制的实时控制律,以获得 xy 平面中的位置以实现所需的轨迹。给出了轨迹跟踪控制的仿真和实验结果,以证明所提出的非线性控制器在有风条件下的性能和鲁棒性。
摘要:针对共轴旋翼飞行器自主飞行过程中模型参数的不确定性、外界扰动及传感器噪声对飞行的影响,研究位置姿态反馈控制系统的鲁棒反步滑模控制算法,以解决未知外界干扰情况下飞行器的轨迹跟踪问题。本文针对未知飞行,建立了基于受扰共轴旋翼飞行器的非线性动力学模型。然后,设计了非线性鲁棒反步滑模控制器,分为共轴旋翼飞行器的姿态控制器和位置控制器两个子控制器。在控制器中引入虚拟控制,构造Lyapunov函数,保证各子系统的稳定性。通过数值仿真验证了所提控制器的有效性。最后通过飞行试验验证了反步滑模控制算法的有效性。
摘要 - 富有的机器人操纵器在微创手术中非常有用,这是由于它们具有高度灵活性的优势,并具有无限的自由度(DOF)。潜在的应用之一是进行吸血,这在手术过程中是不可避免的。为了在吸力方面提高效率,机器人尖端应保持垂直,同时沿工作表面移动。是出于本应用的激励,本文提出了一种新颖的软机器人设计及其控制方案,以正确配置两段软机器人的尖端,同时遵循工作表面上的计划轨迹。旨在减少切口尺寸和感染的可能性,设计和制造了直径为9毫米的电缆驱动机构的3D打印的柔软的操纵器。通过电动插入阶段添加了额外的DOF。使用分段恒定曲率假设对机器人系统进行建模,并采用RGB-D视觉来增强基于运动学的控制器的准确性。通过模拟评估了尖端定位和垂直化的性能,并通过实验进一步验证。结果证实了Ma-nipulator能够在各种速度下遵循不同轨迹的同时保持其尖端垂直。与其他类似的作品相比,我们的结果是在7 mm以内的轨迹跟踪RMSE和6°的最大角度偏差之内令人满意的。流体吸力实验,以证明其自动3D吸力的有效性。这项工作提供了一种新工具,可以支持外科医生进行手术吸血。
本文提出了一种用于柔性飞机同时进行轨迹跟踪和负载减轻的非线性控制架构。通过利用控制冗余,可以在不降低刚体指令跟踪性能的情况下减轻阵风和机动负载。所提出的控制架构包含四个级联控制环路:位置控制、飞行路径控制、姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响,因此采用非线性动态逆控制。相反,飞行路径动力学受到模型不确定性和大气扰动的干扰;因此采用增量滑模控制。基于 Lyapunov 的分析表明,该方法可以同时降低传统滑模控制方法的模型依赖性和最小可能增益。此外,姿态动力学为严格反馈形式;因此采用增量反步滑模控制。此外,还设计了一种新型负载参考生成器,用于区分执行机动所需的负载和过载负载。负载参考由内环最优机翼控制器实现,而过载负载由襟翼自然化,而不会影响外环跟踪性能。通过空间轨迹跟踪任务和阵风负载缓解任务验证了所提出的控制架构的优点