建立机械摩擦力模型及其相应的控制补偿策略一直是人们所关注的问题.由于摩擦力所固有的非线性及不确定特征,用传统的数学建模与控制补偿方法难以达到满意的系统性能要求.本文采用模糊建模技术逼近摩擦动力系统并将辨识结果用在前馈补偿控制器设计中.模糊建模过程由以下3个部分组成:首先采用数据挖掘技术辨识出模糊系统的模糊规则库,然后利用该规则库建立模糊系统的静态模型,最后以李雅普诺夫稳定性理论为基础进一步辨识出模糊系统的动态模型.在控制器设计方面,采用了自适应模糊系统前馈补偿的比例微分(Proportional-derivative,PD)算法.运用李雅普诺夫稳定性分析证明了闭环系统跟踪误差的有界性.数值仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.

提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法,并运用在阀控缸电液位置伺服系统中.首先,将含有确定、不确定、已知、未知、线性和非线性项的电液伺服系统进行完整地数学建模,以状态空间的形式表出.然后利用本文所提的新方法设计自适应鲁棒控制器和相应的自适应律来处理所建模型中的各项元素.该控制器通过设计一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式并结合状态观测器来获得.设计合适的虚拟控制量,可在任意给定条件下,使所有的系统状态都收敛到所设计的理想状态.接着设计李亚普诺夫函数来证明闭环系统的稳定性.最后建立硬件实验平台与经典自适应鲁棒控制方法进行对比实验验证此自适应鲁棒控制器设计新方法的有效性和优势.

液压锚杆钻机摆角系统固有的死区、干扰和时变参数严重影响其动态和稳态性能.为解决该问题,通过融合动态面方法、滑模方法和扩展状态观测器,提出一种基于改进非线性扩展状态观测器的液压锚杆钻机自适应滑模摆角控制方法.首先,引入一种死区补偿方法,建立摆角系统的死区补偿模型.其次,为提高系统的抗扰动能力和抑制噪声,设计一种改进的非线性扩展状态观测器.此外,构造一种自适应滑模控制律,这其中,基于性能函数和动态面方法设计一种新型的滑模面,以提高控制精度;随后,设计一种新的滑模趋近律,以提高系统滑模响应速度和消除滑模抖振.进一步,分别设计估计误差自适应律和参数自适应律以补偿扰动估计误差和抑制时变参数的影响.最后,通过将所提出的控制方法与8种控制方法进行比较,验证其有效性.