雷达伺服系统耦合力矩对跟踪精度影响分析

针对载机机动运动导致雷达伺服机构中存在复杂的耦合扰动力矩,无法实现伺服控制中扰动力矩精确补偿的问题,展开雷达伺服系统耦合力矩的建模和影响分析。采用矢量叠加原理推导两维机构的运动学方程和惯量耦合方程,建立方位和俯仰两轴的动力学耦合力矩模型,并通过仿真分析载机机动和不机动情况下,载机平台对两维框架的动力学耦合力矩和位置跟踪误差的影响。仿真结果表明,载机不机动时两维框架间的耦合力矩较小,跟踪误差较小;当载机机动时两维框架间耦合力矩增大,且耦合力矩表现为时变的正弦特性,此时跟踪误差增大且表现为时变和不规则的特点。动力学耦合力矩模型的建立为机载雷达伺服控制系统的设计提供了理论依据。

外骨骼助行机器人关节运动轨迹研究

外骨骼助行机器人耦合在人体下肢各关节处实现整体协调运动。有效、合理的关节运动轨迹对于外骨骼的辅助运动至关重要。通过对助行机器人结构特征及关节运动角度的分析,采用D-H参数法建立了外骨骼机器人在矢状面内的正向和逆向运动学模型,并通过位姿变换求解出各关节变化量。针对外骨骼助行机器人关节运动进行轨迹规划,利用Matlab Robotics Toolbox中的link函数建立了外骨骼二连杆机构的三维仿真模型,并采用五次多项式插值函数对外骨骼髋关节、膝关节进行了关节轨迹规划。仿真得到关节位移、速度和加速度三个运动轨迹曲线。仿真结果光滑连续,符合外骨骼辅助运动的特征。该研究能够为外骨骼助行机器人的控制设计提供参考。

磨削加工中的无差跟踪算法研究

根据相位补偿思想和鲁棒控制策略，采用了一种双控制器结构实现对给定轨迹的无差跟踪，并针对新型磨削加工控制系统进行了仿真．

基于改进多入多出无模型自适应控制的二维直线电机迭代学习控制

二维直线电机在实际运行中存在强耦合、未知非线性等未建模动态控制问题,且易受外部干扰的影响。基于无模型自适应控制(MFAC)不依赖被控系统精确数学模型的特点及迭代学习控制(ILC)循序渐进的学习规律,提出一种改进多入多出无模型自适应控制(MIMO-MFAC)的二维直线电机迭代学习控制(ILC)复合控制方案。在无模型自适应控制输入准则函数中加入一阶差分单元,使改进多入多出(MIMO)无模型自适应反馈控制器具有很强的鲁棒性。迭代学习前馈控制器可以克服外部干扰,补偿系统非线性,前馈反馈优势互补,实现对期望输出的精度补偿,进一步减小位置跟踪误差。最后,将二维直线电机运动平台与LINKS-RT半实物仿真系统相结合,通过实验验证所提方案的有效性。

可穿戴下肢外骨骼结构及自适应鲁棒控制研究

外骨骼助行机器人具有非线性和强耦合性特征,控制策略设计是下肢外骨骼助行机器人试验样机设计的关键。针对传统线性PD控制存在外骨骼助行机器人动力系统稳定性不高的问题,采用一种自适应鲁棒PD控制策略对下肢外骨骼助行机器人进行控制设计。基于逆动力学方法建立外骨骼二自由度连杆机构动力学方程,基于MATLAB/Simulink平台分析下肢外骨骼助行机器人动力学模型的稳定性,结果表明,在外部信号扰动下系统模型的响应时间短,关节位置跟踪误差能快速趋于0,验证了自适应鲁棒PD控制策略控制外骨骼助行机器人具有良好的稳定性。仿真获得了髋、膝关节的力矩曲线,髋、膝关节的力矩均小于100 N·m,为下肢外骨骼的结构与驱动优化设计提供数据支持。

自适应模糊反演算法的双关节机械手控制

针对双关节机械手在控制中存在不确定性和非线性的问题,采用不依赖于系统模型的自适应模糊反演控制方法对轨迹进行跟踪,先将复杂的非线性系统简化为若干个易于处理的低阶简单子系统,再对每个子系统的李雅普诺夫函数及其中间虚拟控制量进行设计,通过子系统控制律的组合提升了控制律的设计效率.根据建立的双关节机械手的动态方程,利用Simulink模块对机械手系统的自适应模糊反演控制过程进行模拟.结果表明:自适应模糊反演控制能够实现机械手系统高精度的动态跟踪,且对应的跟踪误差均小于0.87%,能够实现对不确定非线性系统准确的控制.