为解决内部车削再生颤振以及加工误差问题,提出了一种基于加工误差补偿的内车削再生颤振辨识与鲁棒控制方法。首先通过第一分量法实现了切削力模型参数辨识。然后利用上一步确定的切削力模型参数,综合考虑与颤振再生特性相关的时滞项,以及切削力和柔性镗杆模型的不确定性,设计了一个鲁棒稳定控制器用于解决内部车削过程中再生颤振控制的关键问题。进一步前馈项来消除杆端偏转,有效实现了加工误差补偿。最后通过模拟内车削过程的实验证明提出方法可以得到切削系数和重叠因子的合理估计,并且可以提升切削过程颤振抗扰度,降低了切削力直流分量引起的柔性杆挠度误差。

为实现对单杆气缸活塞运动轨迹的精确控制,本文提出了一种基于扩展干扰观测器的非线性级联控制方法,利用扩展干扰观测器估计干扰与未知模型参数信息,通过非线性鲁棒控制律抑制参数与干扰估计误差、未建模动态的影响。该级联控制器由内环压力控制回路和外环位置回路两部分组成,分别采用滑模控制理论进行设计,利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性。试验表明,所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能,对干扰和系统参数变化具有较强的性能鲁棒性。

针对一种运载火箭并联式加注机器人的对接轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于系统多输入多输出模型的鲁棒控制策略。首先建立了包含并联机器人和液压驱动器动态特性的系统高阶多输入多输出模型。同时,将系统的建模误差、外部不确定性扰动等统一处理为系统的匹配与不匹配不确定,通过结合反步设计方法及合适的Lyapunov函数选择,给出了一种鲁棒控制器的完整设计方法,并证明了该控制器的稳定性。仿真分析表明,控制器具有良好的轨迹跟踪性能和抗干扰能力,能够满足加注对接任务需求。

在传统鲁棒控制方法中,设计控制法则时候需要不确定边界,而往往提出的边界通常会增加控制信号的幅值并且对系统造成伤害。针对此问题提出了一种勒让德多项式(LPS,Legendre polynomials)控制法则,每个关节的集总不确定性被估计,而不确定边界通过勒让德多项式进行计算。与传统鲁棒控制器相比,所提出的控制器简单、计算量小并且需要的反馈少,消除了必须预先知道外部干扰和参数不确定性上限的条件,通过一个SCARA机器人机械手对本文提出的控制法则进行仿真,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制性能易受模型参数不确定性和未知外部干扰影响的问题,提出一种基于自适应反步法的全局鲁棒控制策略。该方法利用单一虚拟变量表达的线性化参数模型描述系统内部不确定性和外部干扰组成的集总干扰,并通过反步法设计的自适应算法在线估计虚拟变量,从而降低计算量,提高控制器的实时性。基于Lyapunov理论证明了该方法对集总干扰的鲁棒性及系统全部变量的全局一致最终有界性。最后,通过仿真算例验证了该控制策略的有效性和可行性,结果表明:该控制策略能有效克服集总干扰影响,实现四旋翼飞行器的精确轨迹跟踪。

论述了混合动力装载机变频泵控转向液压系统的基本结构。对IPMSM数学模型进行精确反馈线性化,并结合H∞混合灵敏度控制方法,采用改进的量子行为粒子群算法对混合灵敏度问题加权函数的系数进行优化;依据优化后的加权函数,求解LMI得出IPMSM的鲁棒控制器。最后对装载机实际V形铲装作业时转向系统的负载状况进行仿真研究。基于实地铲装作业测试数据的仿真结果表明:所设计的控制器可以使IPMSM驱动定量泵输出适量的液压油,以满足装载机正常转向时对油液的需求;同时,与阀控及一般泵控转向系统相比,变频泵控转向系统更加节能。

针对球面运动机构驱动方式问题,提出一种新型的二自由度液压驱动球形关节运动机构,该机构利用超全周转动马达及舵叶摆动马达作为驱动,可以实现球面的全方位输出。对该球形机构的动力学及轨迹跟踪控制进行研究,首先考虑机构惯性力及重力的影响,运用拉格朗日方程和欧拉方程建立了球形关节的动力学模型。在此基础上,采用一种鲁棒自适应分散控制策略对关节运动轨迹进行跟踪,该控制器由一个线性PD反馈加补偿不确定动力学的非线性自适应反馈构成,能够有效克服难于建模的摩擦力及外部扰动的影响,而仅需要了解该球形关节的输出位置及速度状态,最后能够保证全局的渐进稳定。仿真结果表明,利用该控制策略可以使球形关节具有良好的轨迹跟踪能力。

针对挖掘机回转速度控制系统存在转动惯量变化大、外干扰等不确定性。采用了液压混合动力技术的挖掘机回转装置的速度控制系统进行了鲁棒控制器设计，并进行了校正后系统的仿真验证。采用基于线性矩阵不等式（LMI）的H∞控制器设计方法，通过选择适当的加权函数矩阵，将实际控制系统转化为广义受控对象，设计出满足性能要求的鲁棒控制器。仿真结果表明：所设计的速度控制系统具有较强鲁棒性，能有效地抵抗回转运行过程中的参数摄动和干扰，满足控制系统性台旨指标。

本文提出了一种离散鲁棒变结构控制算法，并应用于液压系统油温的控制。仿真结果表明该方法与传统的ＰＩＤ控制相比，获得了更小的时间响应，超调和外界干扰的影响。

本文提出了一种离散鲁棒滑膜变结构控制方法，该方法包括两部分：带有积分控制作用的滑模控制和减少模型误差的鲁棒控制，该方法可以使控制系统跟踪任意或阶跃输入的稳态误差趋向于零。文事还导出了离散系统滑膜存在的条件，积分控制增益以及滑膜系数的确定方法。