柔性关节空间双臂机器人奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制

为解决载体位姿无控柔性关节空间双臂机器人系统在外部干扰、未知载荷参数影响下关节运动控制问题,提出奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法。以柔性关节空间双臂欠驱动式机器人及关节电机动力学子方程为设计基础,借助柔性补偿奇异摄动技术建立系统奇异摄动修正模型;针对系统外部干扰确界未知、载荷参数未知工况,为柔性关节空间双臂机器人设计由快变状态反馈控制、增广鲁棒自适应PD慢变控制组合而成的复合控制规律。仿真结果证实,所提奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法可有效消除系统关节柔性、未知外部干扰及载荷参数影响,确保空间双臂机器人能精确执行预期关节运动任务。

Delta机器人增广非线性PD控制研究

针对Delta机器人高速运动时的精度控制问题,基于虚功原理和从动臂集中质量方法建立机器人动力学模型,有效地提高了模型求解效率。在此基础上,结合逆动力学模型进行力矩前馈补偿,并引入非线性饱和函数代替传统定常控制参数,实现对Delta机器人的增广非线性PD控制。为了验证该算法的控制效果,联合ADAMS与Simulink软件建立机器人虚拟样机,同时在自研的机器人实物样机上搭建运动控制试验平台。仿真和试验结果表明:跟增广PD控制相比,增广非线性PD控制能获得更高的控制精度,且高速运动时精度提升更为明显。

并联仿生髋关节试验机的轨迹跟踪控制研究

针对所设计的3SPS+1PS型并联仿生髋关节试验机,利用拉格朗日方程建立了试验机的解析动力学模型。基于所建立的动力学模型,利用增广PD控制策略,设计了并联试验机基于工作空间的多输入/多输出控制器,并用于试验机动平台的轨迹跟踪控制。将增广PD控制的试验结果与PD控制的结果进行对比,可看出利用增广PD控制器可在一定程度上改善试验机动平台的轨迹跟踪精度。