面向性能增强的双惯量伺服系统状态反馈控制

为避免使用函数逼近器(神经网络或模糊系统),并提高双惯量伺服系统的瞬态响应和稳态性能,针对含外部扰动的双惯量伺服系统,提出一种基于预设性能函数(Prescribed performance function,PPF)的类比例状态反馈控制策略.首先,提出一种改进的带有最大超调、收敛速率以及稳态误差的预设性能函数,并将该函数融入控制器设计使二惯量伺服的跟踪误差保持在预定的边界之内.其次,基于预设性能函数设计了类比例状态反馈控制器实现跟踪控制.与传统基于函数逼近控制方法相比较,该方法可降低控制系统计算复杂度同时消除反演控制中存在的复杂度爆炸问题.最后,利用双惯量伺服系统实验平台开展了对比实验,验证了所提出方法的有效性.

基于未知动态观测器双惯量伺服系统低频主动谐振抑制

针对双惯量伺服系统存在的机械谐振,本文提出了一种基于扰动观测器的滑模主动低频谐振控制方法.利用可测量的电机端的位置信号,对其进行滤波操作得到位置的滤波变量,根据不变流形原理设计未知扰动观测器,实现对传递力矩的在线估计,并将估计值融入到控制器设计中对其进行补偿.为了消除传统滑模存在颤振现象,基于正切函数提出了一种新颖滑模面设计方法.在此基础上,设计了滑模控制器实现了对期望信号的准确跟踪,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统稳定性.最后通过实验对比,验证了本文提出的控制策略有效性,此外该算法建构简单不需要计算电机加速度的信息,利于在实际中应用.

基于锁相环型扩张状态观测器的双惯量弹性伺服系统机械谐振抑制方法

针对双惯量弹性伺服系统存在的机械谐振问题,提出一种基于锁相环型扩张状态观测器(PLL-ESO)的机械谐振抑制策略。与常规ESO相比,PLL-ESO方法在相同的极点配置情况下具有更高带宽和更大相位裕度,有助于提高机械谐振的抑制动态特性和稳定性。实验结果表明,所提PLL-ESO方法可以有效地抑制机械谐振,且相比陷波滤波器和常规ESO方法具有更快的谐振抑制速度和更高的抑制精度。同时,实验还对观测器无阻尼固有频率和系统参数鲁棒性进行了分析,验证了PLL-ESO在宽无阻尼固有频率范围内都能抑制机械谐振,且输入参数摄动会影响谐振抑制的快速性和稳态精度。

采用双惯量柔性伺服系统的柔性机器人分析

为了克服企业用工贵招工难等劳动力短缺问题,工业机器人的存在感再次提高,同时柔性机器人作为工业机器人当中的新兴领域,逐渐走进人们的视野。本文首先介绍了柔性机器人的由来及其基本特征,然后对其采用的双惯量柔性伺服控制系统做简要介绍,并对其研发难点予以分析,希望能对柔性机器人的控制系统发展起到一些借鉴和参考作用。

机器人双惯量柔性伺服系统控制器研发分析

对于柔性机器人而言,为了提高柔性机器人系统的灵活性,就要把机器人的柔性关节也就是柔性传感器作为连接传动装置。但是这些柔性关节就会使得整个控制系统成为双惯量系统,且机器人双惯量柔性伺服系统是一类非线性、高度强耦合、无穷维自由度的复杂动力学系统,针对于该系统研发与之相对应的控制器具有很高的挑战性。本文从研发机器人双惯量柔性伺服系统控制器的角度出发,分析了市场上现有的发展趋势,并对机器人双惯量柔性伺服系统控制器的研发提出了一些开发思路,以扩大国产化伺服控制器的占有率。