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公开(公告)号：CN117311230A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311404729.0
申请日：2023-10-26
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 本发明属于永磁同步电机控制器设计相关技术领域，其公开了一种分数阶自抗扰控制器的设计方法及设备，该设计方法包括以下步骤：(1)构建控制对象的分数阶数学模型，进而获得控制对象的模型参数；(2)将模型参数加入到扩张状态观测器中，进而得到基于模型分数阶扩张状态观测器，并将系统动态、阶次差别、扰动和不确定性作为总扰动；(3)利用基于模型分数阶扩张状态观测器估计的总扰动对控制对象进行补偿，进而得到等效模型；(4)确定反馈控制器和穿越频率设计指标，进而计算确定分数阶自抗扰控制器中反馈控制器的参数以及带宽。本发明通过将分数阶近似模型的模型信息加入到FOMESO中，降低了扰动估计的担，具有更强的扰动估计能力。
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公开(公告)号：CN115556103A
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202211245672.X
申请日：2022-10-11
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种基于动力学前馈的分数阶阻抗控制器及其设计方法，其中，基于动力学前馈的分数阶阻抗控制器包括：分数阶阻抗控制器和机械臂系统；机械臂系统包括机械臂和伺服系统，动力学前馈控制器用于将机械臂运动所需力矩与伺服电流转换系数相乘，得到伺服电流，将伺服电流前馈至伺服系统的电流环中，完成机械臂动力学前馈；所述分数阶阻抗控制器，用于对机械臂末端的参考接触力与机械臂末端的实际接触力之间的差值，进行分数阶阻抗控制，输出机械臂末端笛卡尔空间的位置，进行运动学逆解后传递至伺服系统的位置环。本发明对机械臂进行动力学前馈，降低动力学扰动对机械臂关节控制影响，提高分数阶阻抗控制器对机械臂的跟踪性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114619450A
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202210301672.0
申请日：2022-03-24
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明属于机械臂控制器领域，并具体公开了一种面向机械臂的分数阶阻抗控制器及其设计方法，其包括步骤：建立机械臂控制器的分数阶阻抗模型；根据机械臂分数阶阻抗控制器传递函数，得到机械臂的幅频特性和相频特性；给定穿越频率和相位裕度，基于频域法引入关于幅频特性和相频特性的设计指标，并通过中间参数，建立起分数阶阶次u与惯性参数、阻尼系数的计算关系；遍历分数阶阶次的取值范围，根据计算关系得到不同u值下控制器的其余参数；进行阶跃响应实验，得到不同控制器参数下的实际接触力，根据实际接触力与参考接触力，得到最优的控制器参数。本发明可直接、迅速地确定分数阶阻抗控制器参数，实现机械臂系统控制所需的响应性能和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN112462611A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011377033.X
申请日：2020-11-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于机电控制领域，并具体公开了一种精密机电系统滑动摩擦建模方法，其包括如下步骤：S1、将stribeck模型和分数阶模型进行级联，得到级联模型；S2、实验采样精密机电系统中滑动摩擦与位移关联数据，根据该滑动摩擦与位移关联数据，对级联模型中的参数进行优化，得到精密机电系统滑动摩擦模型。本发明通过对分数阶在动态系统中的非线性滞回特性的分析，结合stribeck摩擦模型，建立了一种基于分数阶理论的非线性摩擦模型，并通过实验摩擦数据对模型参数进行辨识优化，该摩擦模型与其他摩擦模型相比，在精确描述摩擦特征和建模复杂度上的显著优势，且形式简单，在满足相同建模精度的条件下，减少了模型的参数需求量。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115556103B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202211245672.X
申请日：2022-10-11
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种基于动力学前馈的分数阶阻抗控制器及其设计方法，其中，基于动力学前馈的分数阶阻抗控制器包括：分数阶阻抗控制器和机械臂系统；机械臂系统包括机械臂和伺服系统，动力学前馈控制器用于将机械臂运动所需力矩与伺服电流转换系数相乘，得到伺服电流，将伺服电流前馈至伺服系统的电流环中，完成机械臂动力学前馈；所述分数阶阻抗控制器，用于对机械臂末端的参考接触力与机械臂末端的实际接触力之间的差值，进行分数阶阻抗控制，输出机械臂末端笛卡尔空间的位置，进行运动学逆解后传递至伺服系统的位置环。本发明对机械臂进行动力学前馈，降低动力学扰动对机械臂关节控制影响，提高分数阶阻抗控制器对机械臂的跟踪性和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN114619450B
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202210301672.0
申请日：2022-03-24
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明属于机械臂控制器领域，并具体公开了一种面向机械臂的分数阶阻抗控制器及其设计方法，其包括步骤：建立机械臂控制器的分数阶阻抗模型；根据机械臂分数阶阻抗控制器传递函数，得到机械臂的幅频特性和相频特性；给定穿越频率和相位裕度，基于频域法引入关于幅频特性和相频特性的设计指标，并通过中间参数，建立起分数阶阶次u与惯性参数、阻尼系数的计算关系；遍历分数阶阶次的取值范围，根据计算关系得到不同u值下控制器的其余参数；进行阶跃响应实验，得到不同控制器参数下的实际接触力，根据实际接触力与参考接触力，得到最优的控制器参数。本发明可直接、迅速地确定分数阶阻抗控制器参数，实现机械臂系统控制所需的响应性能和鲁棒性。
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公开(公告)号：CN115561996A
公开(公告)日：2023-01-03
申请号：CN202211338299.2
申请日：2022-10-28
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明属于智能制造相关技术领域，并公开了一种基于数字孪生面向机器人的实时监控与优化方法。该方法包括下列步骤：S1构建与该待优化机器人物理系统相对应的虚拟系统；调整虚拟系统中机电模型中的参数，使得虚拟系统的行为与物理系统的行为一致；分别选取分数阶和整数阶控制器作为虚拟系统中的控制器，采用时域算法分别对分数阶和整数阶控制器进行优化；S2分别将分数阶控制器和整数阶控制器的虚拟系统中的参数传递至所述物理系统中，分别进行阶跃响应实验测试，比较二者的实验测试数据，选取较优的实验测试数据对应的控制器参数作为最终所述物理系统对应的参数。通过本发明，解决物理系统的实时三维可视化监控以及优化问题。
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公开(公告)号：CN111830828B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202010611608.3
申请日：2020-06-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于控制器设计相关技术领域，并公开了一种FOPD‑GESO控制器的设计方法。该设计方法包括下列步骤：S1选取分数阶PD控制器和广义扩张状态观测器控制电机速度环，设计分数阶PD控制器和广义扩张状态观测器；S2利用广义扩张状态观测器估计的总扰动，对速度环控制对象进行补偿，化简，获得补偿后的速度环控制模型，该补偿后的速度环控制模型反映出跟踪性能仅仅与分数阶PD控制器相关，抗扰性能仅仅与GESO的带宽ωo相关的特性；S3分别求解分数阶PD控制器和广义扩张状态观测器中的未知参数。通过本发明，实现对永磁同步电动机速度的无超调跟踪，具有优越的抗扰性能，抵抗外部负载、模型的变化等。
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