双连杆柔性关节机械臂分数阶线性自抗扰控制

针对双连杆柔性关节机械臂的柔性振动和受外部干扰的问题,提出了一种复合控制器的控制策略。通过拉格朗日方程建立了考虑关节柔性的刚柔耦合的机械臂动力学模型,使用奇异摄动法对机械臂系统解耦,使其分解成代表刚性部分的慢速子系统和代表柔性部分的快速子系统;对于慢速子系统,设计了带有前馈补偿的分数阶线性自抗扰控制器来抵抗内外扰动,实现了机械臂的高精度的轨迹跟踪,对于快速子系统,采用微分补偿项补偿,来抑制关节的柔性振动,从而达到系统稳定。实验和仿真结果表明,系统可以有效地实现双连杆柔性关节机械臂的轨迹跟踪,并且相对于整数阶线性自抗扰控制器有着更好的动态性能和鲁棒性。

一种基于控制参数化的双连杆机械臂最优PID参数整定方法

考虑一类双连杆机械臂的PID控制问题,提出一种基于控制参数化的最优PID参数整定方法.首先,把系统的性能指标建模为最优控制中的连续状态不等式约束.其次,将双连杆机械臂的最优PID参数整定问题转化为含连续状态不等式约束的最优参数选择问题.然后,应用约束转录法结合局部平滑法来处理连续状态不等式约束.得到一个标准的最优参数选择问题,且这个标准问题可以用最优控制软件MISER 3.2来求解.由于是基于梯度的方法来求解问题,所以在文中推导了代价函数和经过处理后约束的梯度公式.最后,通过数值仿真验证了提出的方法的有效性.

带有末端集中质量的双连杆柔性机械臂主动控制

对带有末端集中质量的双连杆柔性机械臂的主动控制进行了研究,给出系统的动力学方程,采用非线性解耦反馈控制方法分别得出系统大范围运动方程和柔性臂的动力学方程,采用机械臂逆动力学方法和LQR方法分别设计大范围运动控制律和压电作动器控制律。仿真结果显示,本文控制方法能够有效地进行机械臂的轨迹跟踪,柔性臂的弹性振动可以得到有效抑制。

双连杆柔性机械臂的主动控制

对柔性双连杆机械臂位置的主动控制进行研究,给出系统的动力学方程,采用非线性解耦反馈控制方法分别得出系统大范围运动方程和柔性臂的动力学方程,并采用机械臂逆动力学方法和LQR方法分别设计大范围运动控制律和压电作动器控制律.仿真结果表明,该控制方法能够有效地控制机械臂到达的指定位置,并且抑制柔性臂的弹性振动.

平面双连杆弹性机械臂动力学建模

以平面双连杆弹性机械臂为对象,采用相对坐标系法,利用圆向量函数,建立了Bernoull Euler梁的离散化动力学模型,并且进行了数值仿真.

一个双连杆平面柔性机械臂系统

介绍了双连杆平面柔性机械臂系统的总体结构及工作原理，包括传感器接口、数据采集与处理、伺服电机的驱动、系统的保护和抗干扰等。实际运行表明系统性能良好。

在竖直平面内双连杆弹性机械臂的动力学

以竖直平面内双连杆弹性机械臂为对象,考虑重力影响,采用相对坐标系法,利用圆向量函数,建立了Bernoull-Euler梁的离散化动力学模型,并且利用数值仿真讨论了其动力响应.

双连杆机械臂自抗扰控制器设计

针对双连杆机械臂非线性耦合系统,对2个关节分别设计了自抗扰控制器,运用自抗扰控制技术中的扩张状态观测器对系统进行动态补偿线性化,从而实现了2个关节的解耦控制.通过适当选择自抗扰控制器的控制参数,实现了机械臂的精确轨迹跟踪控制,仿真结果证明了自抗扰控制器的有效性和较强的鲁棒性,为机械臂的轨迹跟踪控制提出了新的思路.

双连杆机械臂的参考模型自适应控制

双连杆机械臂是一种典型的非线性系统。本文运用经典的拉格朗日方程得到了该系统的状态方程式.在对方程线性化的过程中,设计了一个具有可调参数的控制器保证了系统的稳定性,利用基于李亚普诺夫稳定性的参考模型自适应的方法完成了仿真。

基于奇异摄动法的受约束双连杆柔性机械臂组合控制

建立了受约束双连杆柔性机械臂动力学方程,基于奇异摄动理论,将系统模型分解为慢变及快变两个子系统。对慢变和快变两个子系统分别设计控制器,达到了力/位置精确控制的目的。仿真结果验证了采用组合控制方案的正确性。

考虑关节柔性的双连杆机械臂振动控制及实验研究

为了研究含有柔性关节的双连杆柔性机械臂的振动控制问题,采用绝对坐标方法对臂杆和关节进行建模,得到了刚柔耦合的双连杆机械臂动力学模型;对比研究了PD和LQR控制方法对柔性机械臂主动控制效果,针对柔性机械臂的实际工程需求,提出了一种LQR-PD联合控制策略,设计了相应的控制器并进行了仿真控制研究,同时结合搭建的双连杆柔性机械臂地面模拟平台进行了模拟实验。研究结果表明,该控制策略不仅能实现关节轨迹的精确跟踪,而且能有效抑制臂杆末端的残余振动,具有重要的工程价值和良好的应用前景。

双连杆柔性机械臂的轨迹控制

对双连杆柔性机械臂的奇异摄动模型 ,分别采用滑模控制方法和H∞ 优化方法设计了慢变和快变子系统的控制器 ,并进行了数值仿真 .

双连杆机械臂的动力学建模

本文以双连杆机械臂为对象,针对这一类非线性的机械模型对象,利用拉格朗日法对被控对象进行运动学建模,以便于根据模型设计各种不同的控制器,不仅使双连杆机械臂系统具有良好的稳态和暂态性能,同时也保证了系统具有较好的鲁棒性。笔者通过仿真实例验证了所给结果的有效性,为机械臂的控制提供了一种新的思路。

双连杆机械臂的差分离散和Noether对称性

通过连续的变分原理,给出双连杆机械臂的Euler-Lagrange方程。将差分看成一个整体的几何对象,对连续的平面双连杆机械臂的模型进行保结构离散,得到双连杆机械臂的差分动力学方程的具体形式。通过离散的Noether定理,给出双连杆机械臂的Noether对称性判定方程和离散守恒量的具体形式。

双连杆机械臂动力学参数估计模型

该文描述了出现在双连杆机械臂动态参数模型中的问题,并对其性能进行了评估。创建了机械臂的运动模型,连接在绝对空间中链接位移与夹持器中心位置,解决了链接位置的正向运动问题。同时得到一组非线性函数,建立了机械臂的广义坐标和笛卡尔坐标之间的连接。使用Denavit-Hartenberg方法对运动链进行编码。作为解决逆运动学问题的结果,获得一个给定的位置和夹持器输出链路方向的广义坐标方程系统。在数学软件MATLAB(Simulink)中分析得到系统动力学的模型。该文的结论通过数学实验进行证实。

双连杆机械臂的改进自抗扰控制器设计

针对机器人双连杆机械臂非线性耦合系统,结合自抗扰技术可对两个关节分别设计自抗扰控制器,通过构造qin函数实现连续光滑扩展状态观测器的设计,适当选择自抗扰控制器的控制参数,能实现机械臂的解耦控制及精确轨迹跟踪。仿真结果表明,自抗扰控制器的有效性,为机械臂的轨迹跟踪控制提出新的思路。

基于神经网络的双连杆柔性机械臂事件触发故障检测研究

本文针对具有未知函数、未建模动态和扰动的双连杆柔性机械臂系统,提出了一种基于神经网络的事件触发故障检测策略。在神经网络近似和事件触发机制的框架下,提出了一种故障检测观测器。该方案在保证故障检测性能的同时,降低了网络通信负担。最后通过仿真实验,验证了该方法的有效性。

平面2R机械臂的周期性运动

描述了一类平面2R机械臂的模型.在不考虑外力干扰的条件下建立了系统的动力学方程,求出其中包含的独立的孤立运动积分并分析了其中循环积分的非完整约束特性,证明了该系统的可积性.根据W h ittaker定理利用能量积分对系统进行降阶,求得一组封闭解的表达式.在此基础上分析系统的转动数,发现转动数一般为无理数,只在某些特定条件下存在有理旋转数,从而系统作准周期运动或者周期运动.

考虑输出约束的机械臂命令滤波反步控制

为了提高双连杆柔性关节机械臂系统的轨迹跟踪响应速度与轨迹跟踪精度,提出一种具有输出约束和误差补偿的双连杆柔性关节机械臂命令滤波反步控制策略(BLF-CFBC)。首先,在反步控制设计中构造对数型障碍李雅普诺夫函数来替代常规的二次型李雅普诺夫函数,使得轨迹跟踪误差被约束在预先设定的误差范围内,从而在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度;其次,采用命令滤波器输出子系统递推过程中所需的控制函数及其导数,以避免基于李雅普诺夫理论的常规反步控制方法中由于对控制变量的反复求导而导致的计算爆炸的问题,从而有效降低了计算维度;最后,引入误差补偿机制,利用控制变量与滤波器输出之间的误差来构造系统变量,以降低命令滤波器的误差对机械臂跟踪精度的影响。采用Matlab搭建系统模型进行仿真实验,结果表明,所提控制策略与不考虑输出约束和误差补偿的命令滤波反步控制策略(CFBC)相比,双连杆柔性关节机械臂关节1、2的轨迹跟踪响应速度分别提升了20%、30%,轨迹跟踪误差分别降低了4%、3.5%。

一种基于单神经元的机器人实时控制自适应算法研究

单个神经元具有对对象模型精度要求不高、结构简单、抗干扰能力强 ,可进行在线学习和无需辨识的优点 .基于此 ,本文针对双连杆柔性机械臂设计了单个自适应神经元的控制器 ,并进行仿真实验 ,通过对竖直线轨迹的跟踪 ,表明单个自适应神经元算法具有全局最优性和鲁棒性 .