纯电动汽车两挡干式双离合器自动变速器通过控制两离合器的接合与分离完成换挡。由于离合器的摩擦因数随温度改变而变化,采用参数自适应方法对摩擦因数进行了实时在线参数估计。根据换挡动力学模型,设计了一种基于扩张状态观测器的反步控制器,通过给出电机与1挡离合器从动盘的目标转速,将换挡过程转化为转速跟踪问题。通过仿真和硬件在环验证了该控制器在外界干扰的情况下仍能有效保证自动变速器的换挡品质,且具有良好的鲁棒性。

为进一步提升负载敏感系统的性能，使用进出口独立控制技术实现进出油口的解耦，得到了进出口独立调节负载敏感系统。给出了进出口独立调节负载敏感系统组成并且建立了数学模型;在此基础上理论分析了普通负载敏感系统中进出油口联动节流带来的问题，针对性的设计了进出口独立调节负载敏感系统的控制策略;使用自抗扰控制方法解决进出口独立调节负载敏感系统中各控制自由度的耦合问题，利用AMESIM和Matlab搭建了联合仿真模型，进行联合仿真分析。仿真结果表明进出口独立调节的负载敏感系统在阻抗工况下，可以单独控制出油腔的压力在较低值，进一步降低出油口的节流损失。在超越工况下，可以控制进油腔的压力在稳定值，避免进油腔过低产生气穴。另外，设计的自抗扰控制器能较好地解决系统中耦合问题。

机械臂电液伺服系统是一种可控大功率输出、响应速度快的机电液控制系统,针对工业机械臂大功率高负载工况下机械臂电液伺服系统稳定性下降的问题,在机械臂电液伺服系统结构基础上,构建了电液伺服系统的扩张状态观测器,利用窗口平移检测稳定性分析方法分析其稳定性,采用数模结合的双闭环控制方法,通过内环模拟流量控制、外环数字速度控制来提升电液伺服系统的稳定性,最后在机械臂电液伺服系统实验平台对控制方法进行验证,通过分析实验数据,验证了所设计的双闭环稳定性控制方法能够快速提高电液伺服系统的稳定性和响应速度。

由于电液位置伺服系统中存在不易获得精确数学模型、参数摄动以及外部未知扰动等问题,采用了一种改进自抗扰控制方案,充分利用系统已知信息,将系统位置误差作为控制器输入,以减小因扩张状态观测器产生的相位滞后,进而提高系统响应速度。同时对系统位置误差进行观测并予以补偿,并将系统高阶项以及未知扰动视为总扰动,以简化控制器结构,最后采用MATLAB与AMESim进行联合仿真。结果表明,所设计的一阶非线性自抗扰控制器能够实现系统的快速响应及精度控制,相较于改进前,响应速度提升47.62%,跟踪误差降低44.44%,与PID控制相比,响应速度提升了60%,跟踪误差降低了58.34%,对未知扰动等因素有良好的抑制能力,拥有更优良的控制品质和鲁棒性。

针对电液伺服系统中的扰动抑制问题,提出一种预设性能自适应抗扰控制器。在所提出的控制架构中,针对所考虑的电液伺服系统动态模型设计一种自适应扩张状态观测器,对系统中所存在的内外集总干扰进行估计,并利用自适应的形式动态调节观测器增益。设计一种预设性能的自适应反步控制器补偿干扰,并控制系统输出误差在预期的区间内收敛。在反馈控制器的设计中,利用神经网络逼近未补偿扰动及虚拟控制律的导数。利用Lyapunov理论分析系统的稳定性。通过仿真试验验证所提方法的有效性,并与传统控制方法进行比较。结果表明:所提出的控制方法具有更好的伺服和抗扰性能。

针对传统自抗扰控制应用于电液位置伺服系统时存在观测器阶数过高,造成状态观测器观测变量多、负担重、相位滞后严重及系统响应超调大等问题,采用降阶自抗扰控制方案进行处理。将系统位置信息视为已知,以降低观测器阶数,可有效削弱观测滞后、降低系统超调、提高系统抗扰能力,同时减少了控制器待整定参数,提高系统的稳定性。采用MATLAB与AMESim进行联合仿真。结果表明:与采用传统自抗扰控制器的系统相比,采用该控制策略的系统超调量降低79.8%,调

针对气动人工肌肉驱动单关节机械臂存在严重的非线性问题，提出一种自抗扰控制策略，来改善单关节机械臂的控制效果。对于给出的不精确系统模型，首先利用跟踪微分器安排输入信号的过渡过程，从而有效地解决了系统的快速性和超调之间的矛盾；其次利用扩张状态观测器观估计出系统状态以及系统的非线性和外部扰动，并对其进行补偿；最后设计了带扩张状态补偿的非线性误差反馈控制器来保证系统的闭环响应性能。实验结果表明，该控制方法在气动单关节机械臂关节关节角度控制方面具有良好的控制效果。

针对现实中的气动机械手存在的停滞及控制精度不高等缺点,为了使气动机械手具有更好的运动轨迹跟踪特性,降低非线性,通过分析PID+ESO控制器原理,对采用PID控制和扩张状态观测器PID控制下的气动机械手进行了理论研究。通过对控制器的设计,在MATLAB/Simulink软件上分别对两种不同的控制方法进行仿真,得到各轴的目标跟踪曲线和跟踪误差曲线。将此控制器原理应用于气动试验台,得出基于扩张状态观测器PID控制下的误差较低。应用于直角坐标气动机械手响应速度快、控制精度高。

采用直驱式伺服控制的新型电液舵机系统具有非线性程度高、系统响应慢、易受外界负载扰动等特点,传统的PID控制器无法抵抗外界干扰,对大工况变化系统控制效果差。为克服传统PID控制器的缺点,安排了过渡过程,调节系统的响应过程以降低启停过程的动态冲击;设计了扩张状态观测器,估计补偿系统受到的水动力负载扰动;进一步通过非线性控制规律组合,增加了系统的响应速度。基于设计的自抗扰控制器,采用了MATLAB和AMESim联合仿真研究。与传统的PID控制器对比:运用自抗扰控制的电液舵机,启停过程更加平滑;控制特性不变的情况下系统抗干扰能力得到进一步增强。

:机器人在运动过程中较大的外干扰力会降低机器人关节控制器的精度进而影响机器人的控制性能。以足式机器人的关节驱动器—液压驱动单元为研究对象建立了非对称缸液压驱动单元位置控制系统的数学模型推导了其状态空间表达式;将系统的总扰动扩张为一个新的状态变量从而建立了液压驱动单元位置控制系统的扩张状态观测器并通过带宽确定扩张状态观测器增益参数;设计了控制系统的控制律并对设计的扩张状态观测器的有效性进行了实验验证。实验表明:设计的扩张状态观测器对控制系统扰动有一定的抑制作用增强了系统稳定性提高了系统受外界干扰时的控制精度。