公开(公告)号：CN105511268A

公开(公告)日：2016-04-20

申请号：CN201610009327.4

申请日：2016-01-07

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 董海荣 ,  姚秀明 ,  林雪

IPC: G05B13/04

CPC classification number: G05B13/042

Abstract: 本发明公开了一种针对列车执行器故障的复合控制方法，包括如下步骤：S1、对列车纵向运动进行受力分析，建立列车的纵向运动动力方程；S2、根据列车纵向运动动力方程，建立列车纵向运动状态空间方程；S3、根据执行器故障和列车纵向运动状态空间方程，建立执行器故障情况下的列车纵向运动状态空间方程；S4、根据执行器故障情况下的列车状态空间方程，利用基于扰动的观测器和控制器，建立列车闭环动态方程；S5、通过线性矩阵不等式得到列车执行器故障的复合控制方法中的观测器增益和控制器增益，进而利用基于扰动的观测器和控制器方程控制列车的实际位移和速度趋近期望的位移和速度。本发明解决了斜坡扰动、阵风扰动和执行器故障对列车的影响。

公开(公告)号：CN118778441A

公开(公告)日：2024-10-15

申请号：CN202410746807.3

申请日：2024-06-11

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 姚秀明 ,  张丽娜 ,  崔洋洋 ,  邢文龙

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供一种控制力矩陀螺框架伺服系统的复合抗干扰控制方法及系统，属于机电系统控制技术领域，根据控制力矩陀螺工作原理分析，考虑框架伺服系统在复杂工况下存在的多源干扰与不确定性，建立多源干扰存在下的框架伺服系统数学模型，构建扩张状态观测器来估计变化率有界的集总干扰；结合干扰估计结果，快速终端滑模控制器形成有限时间复合抗干扰控制策略，补偿并抑制干扰对系统控制性能的影响。本发明有效衰减和抑制多源未知耦合干扰对控制力矩陀螺框架伺服系统伺服精度的影响；对未知干扰具有更强的鲁棒性并且能在有限时间内提升系统速度跟踪精度；使控制力矩陀螺框架伺服系统能够有良好的伺服性能，实际角速度能高精度地跟踪参考值。

公开(公告)号：CN118348852A

公开(公告)日：2024-07-16

申请号：CN202410434362.5

申请日：2024-04-11

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 姚秀明 ,  谢义染 ,  赵搏洋 ,  张丽娜

IPC: G05B19/042

Abstract: 本发明提供一种基于精细干扰观测器的磁浮列车规定性能复合控制方法，属于列车悬浮系统控制技术领域，确定列车实际悬浮气隙；建立悬浮系统模型；针对不同干扰类型，建立集成扰动观测器和扩张状态观测器的精细扰动观测器对干扰进行估计抑制补偿；引入预设性能控制方案对悬浮气隙跟踪误差进行性能预设；基于转换误差设计滑模面并根据列车悬浮系统动力学模型和由精细扰动观测器观测的干扰估计构造系统控制律；选取合适的李雅普诺夫函数证明系统的稳定性，基于系统控制律控制列车实际悬浮气隙趋近期望悬浮气隙。本发明解决了轨道不平顺、具有参数不确定性、建模干扰的集总干扰等对列车运行不平稳的影响。

公开(公告)号：CN116382076A

公开(公告)日：2023-07-04

申请号：CN202310313047.2

申请日：2023-03-28

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 姚秀明 ,  黄万程 ,  张丽娜

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明实施例提供了一种针对受扰轮式移动机器人的双闭环有限时间控制方法。该方法包括：建立轮式移动机器人的运动学模型和动力学模型；利用运动学模型推导出轮式移动机器人的运动学位姿跟踪误差模型，并分解为位置子系统和姿态子系统；针对姿态子系统设计非奇异终端滑模线速度控制器；针对受扰轮式移动机器人的动力学模型，使用固定时间积分滑模面设计有限时间收敛的扩张状态观测器和固定时间动力学环速度跟踪控制器；利用观测器和控制器控制受扰轮式移动机器人在有限时间内跟踪期望轨迹，实现轨迹跟踪控制。本发明方法有效解决了轨迹跟踪控制过程中情况多变，输出响应快、控制精度要求高的问题。可操作性性强，有利于提高经济效益。

公开(公告)号：CN116068901A

公开(公告)日：2023-05-05

申请号：CN202310270466.2

申请日：2023-03-20

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 姚秀明 ,  赵搏洋 ,  张丽娜 ,  韩一睿 ,  李晓峰

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明提供了一种基于自适应有限时间扰动观测器的柔性连杆机械臂控制方法。该方法包括：根据单连杆机械臂系统的结构建立单连杆柔性机械臂动力方程，对单连杆柔性机械臂动力方程中的输入控制中的非线性饱和跟踪信号进行数学建模，构建含有执行器饱和的单连杆柔性机械臂系统模型；根据单连杆机械臂系统的状态变量构造径向基函数神经网络；设计自适应有限时间扰动观测器，估计单连杆机械臂系统中的外部干扰；根据径向基函数神经网络和自适应有限时间扰动观测器的输出构建复合抗干扰控制器，利用复合抗干扰控制器对单连杆柔性机械臂系统进行控制。本发明解决执行器饱和带来的不利影响，对扰动进行精细补偿，实现对单连杆柔性机械臂系统稳定的控制。

公开(公告)号：CN107390517B

公开(公告)日：2019-06-25

申请号：CN201710601454.8

申请日：2017-07-21

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 姚秀明 ,  董海荣 ,  张暖笛

IPC: G05B13/02

Abstract: 本发明公开一种用于列车ATO系统的鲁棒自适应非奇异终端滑模控制方法，包括：S1、分析列车纵向运动进行受力情况，建立包含未知参数、不确定性和外部干扰的列车纵向运动动力方程；S2、定义位置跟踪误差、速度跟踪误差和加速度跟踪误差，构造非奇异终端滑模面；S3、设计各未知参数估计值的自适应律和非奇异终端滑模面的控制策略；S4、将非奇异终端滑模面、各未知参数估计值的自适应律和非奇异终端滑模面的控制策略代入列车纵向运动动力方程，得到非奇异终端滑模闭环控制方程，利用非奇异终端滑模闭环控制方程进行控制。本发明可使列车ATO系统的位置速度的跟踪误差能在有限时间内到达滑动表面，且在有限时间内收敛到零。

公开(公告)号：CN106873369B

公开(公告)日：2019-06-04

申请号：CN201710110594.5

申请日：2017-02-28

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 董海荣 ,  林雪 ,  姚秀明 ,  李浥东 ,  宁滨

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开一种针对列车输入受限和执行器故障的自适应容错控制方法，包括：S1、建立针对列车输入受限和执行器故障的列车纵向运动动力方程；S2、采用神经网络逼近列车未知的附加阻力；S3、利用近似PID滑模面方程构造近似PID滑模面；S4、设计控制器方程、各未知参数估计值的自适应律和近似PID滑模面方程中滑模面参数的参数方程；S5、将近似PID滑模面方程、控制器方程、各方程中各未知参数估计值的自适应律和滑模面参数的参数方程代入列车纵向运动动力方程，得到列车闭环动态控制方程，利用列车闭环动态控制方程进行针对列车输入受限和执行器故障的自适应容错控制。本发明能够使得列车系统具有良好的位置跟踪性能和速度跟踪性能。

公开(公告)号：CN107390517A

公开(公告)日：2017-11-24

申请号：CN201710601454.8

申请日：2017-07-21

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 姚秀明 ,  董海荣 ,  张暖笛

IPC: G05B13/02

CPC classification number: G05B13/024

Abstract: 本发明公开一种用于列车ATO系统的鲁棒自适应非奇异终端滑模控制方法，包括：S1、分析列车纵向运动进行受力情况，建立包含未知参数、不确定性和外部干扰的列车纵向运动动力方程；S2、定义位置跟踪误差、速度跟踪误差和加速度跟踪误差，构造非奇异终端滑模面；S3、设计各未知参数估计值的自适应律和非奇异终端滑模面的控制策略；S4、将非奇异终端滑模面、各未知参数估计值的自适应律和非奇异终端滑模面的控制策略代入列车纵向运动动力方程，得到非奇异终端滑模闭环控制方程，利用非奇异终端滑模闭环控制方程进行控制。本发明可使列车ATO系统的位置速度的跟踪误差能在有限时间内到达滑动表面，且在有限时间内收敛到零。

公开(公告)号：CN106970528A

公开(公告)日：2017-07-21

申请号：CN201710219083.7

申请日：2017-04-06

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 董海荣 ,  林雪 ,  姚秀明 ,  宁滨 ,  李浥东

IPC: G05B13/04

CPC classification number: G05B13/042

Abstract: 本发明公开一种针对列车执行器失效故障的自适应反步容错控制方法，所述方法包括：S1：对列车进行受力分析，建立列车执行器失效故障下的列车纵向运动动力方程；S2：通过引入误差变量得到列车纵向运动的闭环系统动态方程；S3：引入神经网络未知有界函数得到修正闭环系统动态方程；S4：根据修正闭环系统动态方程设计列车运动控制器，本发明能够有效补偿执行器失效故障对列车期望跟踪系统的影响、能够有效衰减或去除附加阻力对列车系统的影响，有效确保列车运行过程中具有良好的位置跟踪性能和速度跟踪性能，提高列车系统的安全性和可靠性。

公开(公告)号：CN106873369A

公开(公告)日：2017-06-20

申请号：CN201710110594.5

申请日：2017-02-28

Applicant: 北京交通大学

Inventor： 董海荣 ,  林雪 ,  姚秀明 ,  李浥东 ,  宁滨

IPC: G05B13/04

CPC classification number: G05B13/042

Abstract: 本发明公开一种针对列车输入受限和执行器故障的自适应容错控制方法，包括：S1、建立针对列车输入受限和执行器故障的列车纵向运动动力方程；S2、采用神经网络逼近列车未知的附加阻力；S3、利用近似PID滑模面方程构造近似PID滑模面；S4、设计控制器方程、各未知参数估计值的自适应律和近似PID滑模面方程中滑模面参数的参数方程；S5、将近似PID滑模面方程、控制器方程、各方程中各未知参数估计值的自适应律和滑模面参数的参数方程代入列车纵向运动动力方程，得到列车闭环动态控制方程，利用列车闭环动态控制方程进行针对列车输入受限和执行器故障的自适应容错控制。本发明能够使得列车系统具有良好的位置跟踪性能和速度跟踪性能。