考虑空间环境存在惯性参数未知及外部扰动等不确定性因素,针对自由漂浮双臂空间机器人(DFFSR)关节角运动控制问题,提出了一种自适应模糊优化控制方法。首先,基于系统动量守恒关系及Lagrange方法,建立DFFSR系统关节空间的动力学方程;而后,考虑系统惯性参数未知导致惯性矩阵无法求解问题,利用模糊控制理论的万能逼近特性,通过在线参数辨识建立系统自适应模糊模型;由此,同时考虑系统存在外界扰动以及输出力矩的优化问题,基于SDRE优化控制理论,设计一种自适应模糊优化控制方法,实现了DFFSR系统关节角的精确运动控制。一组对比仿真验证了所提控制方法的可靠性。

针对存在不确定性且无速度反馈的自由漂浮双臂空间机器人关节轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于状态观测器的模糊滑模控制方法。根据双臂空间机器人完全驱动动力学方程以及运动学方程,建立自由漂浮状态下系统的关节空间动力学方程。利用模糊系统的万能逼近特性对系统不确定部分进行逼近,并设计状态观测器在线估计系统关节运动的角速度信息。以关节角度和观测器获得的关节角速度作为系统状态反馈,在传统滑模控制方法基础上,进一步考虑系统惯性参数未知导致的建模误差,设计模糊滑模控制器,实现了双臂空间机器人系统关节角度的轨迹跟踪控制。数值仿真验证了所提控制方法的有效性。

工程中的不确定性问题目前可以通过概率方法、模糊方法和区间方法来解决。本文采取了新的区间分析方法（区间因子法）研究分析区间参数非确定性桁架结构的静力分析问题。利用区间因子法可以将结构的物理区间参数、几何变化尺寸等表达为其确定性量和区间因子的乘积，进而结构的位移和应力响应也就能表达为区间因子的函数。分析了算例中结构参数和外栽荷的不确定性对结构响应的影响，并进行了对比和讨论，验证了本文方法的合理性与可行性。

对模糊入侵事件进行了描述，分析了模糊入侵事件间的相似性，提出了基于模糊ECA规则的入侵检测知识表示方法，并阐述了模糊ECA规则的分析过程，以解决入侵行为的不确定性。

为了使气动调节阀控制系统满足工业过程对于模型不确定性的鲁棒性要求,设计了1种基于定量反馈理论(QFT)的气动调节阀控制系统。基于QFT的控制器是1种二自由度控制器结构,由前置滤波器和反馈控制器组成。QFT对于控制对象的不确定性具有很强的鲁棒性,能够较好地避免气动调节阀控制系统在工业过程中受到的干扰和模型不确定性影响。通过对气动调节阀控制系统进行仿真分析,验证了基于QFT的控制方法能够较好地避免该系统的不确定性,使得该系统具有较强的鲁棒性,满足相应的性能指标要求。与传统基于常规比例积分微分(PID)控制方法的气动调节阀控制系统相比,基于QFT控制方法的气动调节阀控制系统更加适用于工业过程。

本文中提出了一种动态密封状态下的车内风噪性能区间不确定性的分析和优化方法。首先,建立整车统计能量模型,将谱分解后的风噪载荷施加至模型上,完成车内风噪计算;接着,测试密封条在不同压缩状态下的传递损失,并根据车辆行驶过程中密封条压缩量变化计算密封条传递损失的上、下界,实现不确定变量的描述;最后,基于区间摄动理论分析车内风噪声压级的变化范围,并建立稳健优化模型,对风噪声压级的中心值和摄动半径进行优化。算例计算结果显示,本文提出的方法可在保证相关零部件质量基本不变的前提下,降低车内噪声水平及其波动幅度,明显提升系统的稳健性。

针对并联液压系统的强耦合、非线性、以及内外不确定性扰动造成同步性差的问题,提出基于线性自抗扰控制的同步控制策略。首先,基于流量连续性方程建立并联液压系统的压力与负载微分模型;然后,基于自抗扰控制理论,变换系统的状态空间方程,并将参数不确定性、扰动不确定性、模型不确定性等视作“总扰动”,设计了三阶线性自抗扰同步控制器;最后,在AMESim中搭建了并联液压系统模型,并导入MATLAB/Simulink模块,通过联合仿真验证了所提控制方法的有效性,进一步地与PID控制进行比较。结果表明,基于线性自抗扰的同步控制策略下的并联液压系统的同步精度高,鲁棒性强,为对并联液压系统同步性要求较高的重载工业工程提供了新的控制思路。

以茶叶筛分机所依托的空间并联机构4-UPS-S为研究对象,对机构进行运动学分析,建立机构的雅可比矩阵,并提出了衡量机构工作性能的指标。鉴于加工误差对机构参数的不确定性造成机器人性能的影响,建立了包含不确定性因素的优化设计模型,基于多学科多目标软件IOSO NM采用DFSS优化算法对模型进行求解,使工作性能指标达到整体最优。研究结果表明,考虑不确定性的多学科多目标优化应用在并联机构中是可行的,能为并联机构的优化设计奠定理论基础。

柔顺复杂精密产品早期质量设计阶段、设计参数模糊不确定性情形下,为了解决多质量特性之间关联冲突的稳健设计难题,在田口方法的基础上,结合灰色关联分析法和模糊理论,提出一种灰色模糊田口方法多质量特性稳健优化设计方法。基于正交试验设计和有限元数值模拟方法分别获取多质量特性信噪比值;在此基础上结合灰色关联分析法分别将多质量特性信噪比值转化为灰色关联系数,通过引入模糊推理系统将多质量特性灰色关联系数转换为多质量特性指标来处理早期设计阶段的设计参数模糊不确定性难题;通过算例验证了所提方法的有效性。

在电液伺服系统的跟踪控制问题的研究中,跟踪延迟影响动态性能。为提高系统的跟踪动态性能,提出在常规的PID控制的基础上,引入了一种小脑模型关节控制器（Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC）的思想。利用CMAC与PID设计复合控制器,小脑模型神经控制器实现前馈控制,常规控制器实现反馈控制,从而显著提高了系统的快速跟踪能力,并有效克服了系统的不确定性因素等问题。以某电液位置伺服系统的跟踪控制问题为例,应用所设计的控制算法,仿真系统在不同频率下正弦信号的跟踪问题,仿真结果表明改进方法能获得良好的跟踪效果,具有一定的鲁棒性,对于消除系统的不确定性具有良好的控制作用。