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Motor Driving Leg Design for Bionic Crab-like Robot 被引量:4
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作者 Wang Li-quan, Qu Xiao-rong, Meng Qing-xin, Yuan Peng, Wang Mo-nanCollege of Mechanical and Electrical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China 《哈尔滨工程大学学报(英文版)》 2002年第2期72-77,共6页
The paper presents the design of walking leg for bionics crab-like robot, which is driven with micro servo motor. The kinematic characteristics of the bionics machine are analysed for optimized structure parameters, w... The paper presents the design of walking leg for bionics crab-like robot, which is driven with micro servo motor. The kinematic characteristics of the bionics machine are analysed for optimized structure parameters, which has been used in the robot design. A three closed loop motor control system structure for joint driver is also given, as well as the multi-joint driving system for walking robot leg. 展开更多
关键词 BIONICS crab-liked robot joint driver SERVO motor three-closed-loop
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Anti-Windup Control Strategy of Drive System for Humanoid Robot Arm Joint
2
作者 Xiaofei Zhang Qinjun Du +1 位作者 Chuanming Song Yi Cheng 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2018年第2期220-229,共10页
To address the problems of torque limit and controller saturation in the control of robot arm joint,an anti-windup control strategy is proposed for a humanoid robot arm,which is based on the integral state prediction ... To address the problems of torque limit and controller saturation in the control of robot arm joint,an anti-windup control strategy is proposed for a humanoid robot arm,which is based on the integral state prediction under the direct torque control system of brushless DC motor. First,the arm joint of the humanoid robot is modelled. Then the speed controller model and the influence of the initial value of the integral element on the system are analyzed. On the basis of the traditional antiwindup controller,an integral state estimator is set up. Under the condition of different load torques and the given speed,the integral steady-state value is estimated. Therefore the accumulation of the speed error terminates when the integrator reaches saturation. Then the predicted integral steady-state value is used as the initial value of the regulator to enter the linear region to make the system achieve the purpose of anti-windup. The simulation results demonstrate that the control strategy for the humanoid robot arm joint based on integral state prediction can play the role of anti-windup and suppress the overshoot of the system effectively. The system has a good dynamic performance. 展开更多
关键词 brushless DC motor direct torque control robot arm joint anti-windup integral state prediction
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基于能量控制的机器人关节同步优化控制研究
3
作者 顾维锴 李朝阳 陈兵奎 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第6期126-130,共5页
针对移动机器人在高性能输出和长时间续航等方面的综合工作性能需求,提出一种针对机器人关节的多性能同步优化端口受控哈密顿能量控制方法。首先,建立机器人关节的数学模型和哈密顿能量控制模型,并推导出能方便采用模型代理优化算法的... 针对移动机器人在高性能输出和长时间续航等方面的综合工作性能需求,提出一种针对机器人关节的多性能同步优化端口受控哈密顿能量控制方法。首先,建立机器人关节的数学模型和哈密顿能量控制模型,并推导出能方便采用模型代理优化算法的关节靶向能量传输系统模型;其次,搭建能量闭环控制器,与磁场矢量控制结合完成机器人关节的控制闭环,并设计了多性能同步优化控制策略使得机器人关节在保证运行输出能力的同时获得最长的续航能力。MATLAB/Simulink仿真结果表明,多性能同步优化端口受控哈密顿能量控制器使机器人关节拥有较好的输出稳定性,同步优化控制策略在与其他控制策略的输出能力和续航能力等多指标的综合对比分析中展现了优势。 展开更多
关键词 机器人关节 电机控制 端口受控哈密顿 代理优化模型
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机器人关节永磁同步电机结构多目标优化
4
作者 黎荣健 肖曙红 +1 位作者 洪伟林 张岩 《机床与液压》 北大核心 2024年第12期85-90,共6页
为提高机器人关节用无框永磁同步电机效率、减小齿槽转矩和转矩脉动,通过能量法推导出电机齿槽转矩解析式,确定影响电机转矩性能的4个重要参数:气隙长度、永磁体厚度、永磁体极弧系数、定子槽口宽度,并使用有限元方法分析各个参数对齿... 为提高机器人关节用无框永磁同步电机效率、减小齿槽转矩和转矩脉动,通过能量法推导出电机齿槽转矩解析式,确定影响电机转矩性能的4个重要参数:气隙长度、永磁体厚度、永磁体极弧系数、定子槽口宽度,并使用有限元方法分析各个参数对齿槽转矩的影响。基于响应面方法和多目标遗传算法,建立响应面回归模型,以提高电机效率和降低齿槽转矩为目标,得到永磁同步电机的帕累托前沿。最后根据约束条件和设计目标选择最优解,并利用有限元分析对初始方案和优化后方案进行对比分析。结果表明:该多目标优化方法可以设计出兼顾高效率和低齿槽转矩的目标电机。 展开更多
关键词 机器人关节电机 多目标优化 齿槽转矩 有限元分析
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智能巡检操作机器人关节电机设计与优化
5
作者 刘德友 陈仕富 +4 位作者 杜思成 李青贤 巨彧龙 赵时虎 严灯 《电力科学与工程》 2024年第7期52-59,共8页
随着数字化和智能化的新型电力系统快速发展,传统运维方式难以满足现代电网安全运行的要求。智能机器人、远程控制等新技术的发展,为电力企业基层员工减负提供了新的思路。智能巡检操作机器人凭借灵活多样、高效率等特点,在维护电网设... 随着数字化和智能化的新型电力系统快速发展,传统运维方式难以满足现代电网安全运行的要求。智能机器人、远程控制等新技术的发展,为电力企业基层员工减负提供了新的思路。智能巡检操作机器人凭借灵活多样、高效率等特点,在维护电网设备方面的运用日益广泛。其中,关节电机作为机器人的核心部件,其性能的优越性是精确监测电网设备状态和电力系统安全运行的重要保障。因此,探究了一种高性能的智能巡检操作机器人关节电机,助力智能电网的建设和发展。最后,利用多目标优化算法快速获取高性能关节电机。 展开更多
关键词 智能电网 巡检操作机器人 关节电机 优化
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基于运动想象的脑机接口系统联合不同末端效应器对慢性期脑卒中患者上肢运动功能改善的初步研究
6
作者 陆蓉蓉 高天昊 +3 位作者 胡义茜 黄崧华 何志杰 吴毅 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1104-1110,共7页
目的:在接受基于运动想象的脑机接口康复训练的患者中,初步探究不同末端效应器对慢性期脑卒中患者上肢运动功能改善的有效性。方法:本研究纳入在我院接受基于运动想象的脑机接口康复训练的慢性期脑卒中患者32例,根据其所接受的训练不同... 目的:在接受基于运动想象的脑机接口康复训练的患者中,初步探究不同末端效应器对慢性期脑卒中患者上肢运动功能改善的有效性。方法:本研究纳入在我院接受基于运动想象的脑机接口康复训练的慢性期脑卒中患者32例,根据其所接受的训练不同,分为脑机接口联合虚拟现实反馈和脑机接口联合腕关节机器人反馈两组。在干预前后评估患者的上肢运动功能(简化Fugl-Meyer量表上肢部分)、偏瘫侧腕关节主动关节活动范围、偏瘫侧伸腕肌群主动收缩时的表面肌电信号和偏瘫侧运动诱发电位,比较虚拟现实反馈和腕关节机器人反馈对慢性期脑卒中患者上肢运动功能恢复的影响。结果:干预前,两组受试者的人口学资料、上肢运动功能基线数据无显著性差异(P=0.160),干预后,两组受试者的上肢运动功能较干预前显著改善(P<0.001),与虚拟现实反馈组相比,腕关节机器人反馈组干预后的Fugl-Meyer评分和干预前后评分的变化无显著性差异(P=0.06);在偏瘫侧腕关节主动关节活动范围上,干预前,两组受试者都无主动屈-伸腕活动,干预后腕关节机器人组改善为33.13°±24.96°,虚拟现实组改善为27.81°±37.17°,两组比较无显著性差异(P=0.638);在偏瘫侧伸腕肌群表面肌电图评定上,干预后两组的平均波幅和曲线下面积都较干预前显著改善(P<0.001),组间比较提示腕关节机器人组改善更为显著(P<0.001);在运动诱发电位评估上,干预后的引出率在腕关节机器人组为56.25%,在虚拟现实组为18.75%。结论:与BCI-虚拟现实反馈训练相比,BCI-腕关节机器人训练或能更好地改善慢性期脑卒中患者上肢运动功能,这或许是由于整合了感觉-运动信息的反馈方式对上肢运动功能改善的效果更为明显,本研究的结果或有助于优化基于运动想象的BCI训练系统的反馈策略。 展开更多
关键词 脑机接口康复训练系统 腕关节机器人 虚拟现实 运动想象 脑卒中
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水下机器人关节电机驱动系统研究 被引量:4
7
作者 贺磊 徐国华 刘亚平 《机电工程》 CAS 2013年第1期77-80,89,共5页
针对水下机器人关节电机驱动系统体积和功耗大的问题,根据对其系统原理和结构的分析,提出了一种采用高集成度器件、小型封装、多层印制电路板、低功耗器件、电能管理等方法来减小其体积和功耗的方法。研制了一套水下无刷直流电机驱动系... 针对水下机器人关节电机驱动系统体积和功耗大的问题,根据对其系统原理和结构的分析,提出了一种采用高集成度器件、小型封装、多层印制电路板、低功耗器件、电能管理等方法来减小其体积和功耗的方法。研制了一套水下无刷直流电机驱动系统,该系统包括驱动电路、控制算法与控制界面,测量了驱动电路的面积和功耗值,并进行了速度伺服实验。研究结果表明:驱动电路的面积减小到仅为8.2 cm2,可以将其直接装入电机中;驱动系统的静态功耗和动态功耗分别为0.24 W和0.5 W,满足水下作业时的低功耗需求;电机装入操作臂时,给定120 r/min参考转速,电机能够在1 s内稳定,并准确地跟踪给定转速,完成水下作业任务。 展开更多
关键词 水下机器人 关节电机 无刷直流电机 驱动系统
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机器人辅助脑瘫儿童踝关节康复临床初步研究 被引量:17
8
作者 王荣丽 周志浩 +3 位作者 席宇诚 王启宁 王宁华 黄真 《北京大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期207-212,共6页
目的:研究一种用于脑瘫儿童踝关节运动康复的机器人,并初步验证其在临床应用中的可行性。方法:设计研发一套踝关节康复机器人系统,并在北京大学第一医院康复医学科进行临床初步试用,通过比较6例脑瘫儿童训练前后跖屈肌痉挛和挛缩程度来... 目的:研究一种用于脑瘫儿童踝关节运动康复的机器人,并初步验证其在临床应用中的可行性。方法:设计研发一套踝关节康复机器人系统,并在北京大学第一医院康复医学科进行临床初步试用,通过比较6例脑瘫儿童训练前后跖屈肌痉挛和挛缩程度来初步验证该设备的临床可行性和即刻疗效。训练前后选取改良Tardieu量表和踝关节跖屈力矩来评价跖屈肌张力和软组织顺应性,所有受试者接受5组踝关节被动牵伸和静态拉伸训练,每组训练包含10个周期。采用SPSS 19.0软件对训练前后数据进行统计分析。结果:所有受试者训练后踝跖屈肌群Tardieu量表评测R1、R2角度均较训练前显著增加(腓肠肌PR1=0.003,PR2=0.029;比目鱼肌PR1=0.002,PR2=0.034),R1与R2差值训练前后差异无统计学意义(P值分别为0.067和0.045),踝关节各背屈角度下跖屈肌对抗力矩训练后较训练前显著降低(0°时P=0.001,10°时P=0.001,20°时P=0.014,30°时P=0.002)。结论:踝关节康复机器人系统可即刻显著改善脑瘫儿童踝关节跖屈肌挛缩和软组织顺应性,患儿耐受良好,接受度和配合度高,适宜在脑瘫儿童康复中应用,但仍需进一步行大样本随机对照研究以明确其疗效。 展开更多
关键词 机器人 运动康复 踝关节 脑性瘫痪 儿童
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单马达驱动蛇形机器人的设计研究 被引量:6
9
作者 刘洋 李世其 +1 位作者 谢涛 郭炬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期401-404,共4页
针对现有工业机器人负载自重比较低的问题,吸收当前几种单马达驱动机器人的优点,采用相邻关节轴线正交的结构,设计了一种机器人运动模块。该运动模块由两个相邻轴线正交的关节组成,每个关节的运动均由关节离合器组控制。为了研究结构的... 针对现有工业机器人负载自重比较低的问题,吸收当前几种单马达驱动机器人的优点,采用相邻关节轴线正交的结构,设计了一种机器人运动模块。该运动模块由两个相邻轴线正交的关节组成,每个关节的运动均由关节离合器组控制。为了研究结构的可行性,建立了蛇形机器人的仿真模型,以蛇形机器人末端直线运动轨迹为例,研究了理想情况下该机器人的运动学问题。最后,展示了所研制的XN-600-1六自由度蛇形机器人样机。 展开更多
关键词 多关节 单马达 蛇形机器人 运动仿真
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超声电机驱动多关节机器人位置精确控制 被引量:8
10
作者 孙志峻 邢仁涛 +1 位作者 赵淳生 黄卫清 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期493-499,共7页
该文结合超声电机的运行特点,提出了一种新颖的速度—位置联合反馈控制方式,并在直接驱动的三关节机器人上加以实现.实践证明,位置反馈控制可以获得较高的位置精度,但超声电机的速度变化会显得剧烈,从而导致机器人发生颤振;速度反馈控... 该文结合超声电机的运行特点,提出了一种新颖的速度—位置联合反馈控制方式,并在直接驱动的三关节机器人上加以实现.实践证明,位置反馈控制可以获得较高的位置精度,但超声电机的速度变化会显得剧烈,从而导致机器人发生颤振;速度反馈控制可以保证机器人运行平稳,但不能获得好的位置精度.采用所提出的控制方式后,不仅可以获得高的位置精度,而且可以保证机器人平稳运行. 展开更多
关键词 超声电机 反馈控制 PID 关节机器人
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基于ARM的危险作业机器人机械臂控制系统设计 被引量:8
11
作者 赵杰 任思璟 崔崇信 《工业仪表与自动化装置》 2012年第3期111-112,共2页
针对高危险作业机器人工作环境的复杂性和作业任务的高难度,设计了机器人双关节机械臂控制系统。系统采用ARM处理器,由光电编码器采集速度和位置信息构成双闭环控制,从而使机械臂完成期望的运动轨迹,系统增加了电流内环反馈,提高了系统... 针对高危险作业机器人工作环境的复杂性和作业任务的高难度,设计了机器人双关节机械臂控制系统。系统采用ARM处理器,由光电编码器采集速度和位置信息构成双闭环控制,从而使机械臂完成期望的运动轨迹,系统增加了电流内环反馈,提高了系统的响应速度。 展开更多
关键词 机器人 伺服电机 双关节机械臂 ARM
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球形电机及其运动轨迹控制 被引量:4
12
作者 诸静 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第5期50-56,共7页
本文介绍了所研制的应用于工业机器人的球关节电机结构与原理;给出其运动学方程和求解算法;并按长轴同步原理,以最小运行时间为优化目标,研究了2自由度球电机运动轨迹的同步协调控制规律。
关键词 机器人 球关节电机 同步协调控制
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井下巡检机器人仿生关节用超声电机驱动及控制技术探索与设计 被引量:5
13
作者 刘林山 郝铭 《黄金》 CAS 2018年第7期54-57,共4页
黄金矿山井下巡检工作面空间狭小,环境恶劣,需要研制井下巡检机器人替代巡检人员完成巡检任务。井下巡检机器人仿生关节用电动机要求高功率、低速大力矩,行波型旋转超声电机具有的良好伺服性能恰好能够满足仿生关节特性需要。针对高频... 黄金矿山井下巡检工作面空间狭小,环境恶劣,需要研制井下巡检机器人替代巡检人员完成巡检任务。井下巡检机器人仿生关节用电动机要求高功率、低速大力矩,行波型旋转超声电机具有的良好伺服性能恰好能够满足仿生关节特性需要。针对高频逆变电源、对外呈现容性负载的伺服电机特点,提出了四路隔离的两相高频驱动电源、频率自动跟踪与调节,以及正、反转的驱动及控制系统设计要求,从采用DSP芯片、设计匹配电路、隔离电路及控制策略4个方面进行设计方法研究,最终获得满足黄金矿山井下巡检机器人仿生关节用超声电机驱动及控制系统。 展开更多
关键词 黄金矿山 巡检机器人 仿生关节 超声电机 驱动电源 控制策略
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仿生机器人关节电机的分析与研究 被引量:3
14
作者 李永梅 迟英姿 张卫芬 《工业控制计算机》 2014年第12期32-33,36,共3页
随着仿生机器人的发展,实现蛇形机器人多形式越障运动,关节电机起关键作用。主要探讨了蛇形机器人关节电机的选择。可作为蛇形机器人关节的目前有四种电机可选:球形步进电机、舵机、伺服电机和步进电机。选用舵机作为关节电机,将很难克... 随着仿生机器人的发展,实现蛇形机器人多形式越障运动,关节电机起关键作用。主要探讨了蛇形机器人关节电机的选择。可作为蛇形机器人关节的目前有四种电机可选:球形步进电机、舵机、伺服电机和步进电机。选用舵机作为关节电机,将很难克服堵转弊病,位置闭环系统以及体积问题也不适应蛇形机器人的力学情况;选用带减速的步进电机是较可行的方案。但选用步进电机必须解决解决三大问题:提高输出转矩,加大减速比;提高高压电源电压;解决电机外壳的散热。这三项都是行之有效的措施。 展开更多
关键词 蛇形机器人 关节电机 转矩 步进电机
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机器人无力传感器主动柔顺控制研究 被引量:11
15
作者 宋吉来 曲道奎 +1 位作者 徐方 邹风山 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期159-166,共8页
针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简... 针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简单的形式,同时机器人的动力学模型也可根据硅片传输机器人特殊的构型及关节耦合关系而大大简化。然后将永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型结合,设计扰动观测器,进行基于电流模型的转矩检测。最后将转矩观测器与力/位混合控制结构结合,实现基于电机电流的机器人主动柔顺控制,并在硅片传输机器人进行实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。与传统机器人主动柔顺控制方法相比,该方法不需要额外的传感器,成本低廉,不降低机器人自身刚性,具有广泛的适用性。 展开更多
关键词 主动柔顺控制 机器人动力学 关节转矩控制 转矩观测器 电机转矩模型 碰撞保护
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超声电机驱动多关节机器人的非线性H_∞控制 被引量:1
16
作者 孙志峻 邢仁涛 黄卫清 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第19期2283-2286,2309,共5页
利用超声电机低速大转矩特性,实现了三关节机器人的直接驱动。一方面,由于超声电机是通过定转子间的摩擦驱动,其模型无法精确描述,另一方面,由于无法在方程中将关节机器人的所有动力参数表达出来,因而该机器人在控制中存在摩擦干扰和参... 利用超声电机低速大转矩特性,实现了三关节机器人的直接驱动。一方面,由于超声电机是通过定转子间的摩擦驱动,其模型无法精确描述,另一方面,由于无法在方程中将关节机器人的所有动力参数表达出来,因而该机器人在控制中存在摩擦干扰和参数不确定带来的动力干扰。针对这些干扰,采用了非线性H∞控制方式,以L2增益作为设计指标,设计了H∞控制器。实践证明,非线性H∞控制器不仅可以保证机器人稳定运行,而且位置精度大为提高。最后,还对控制器的鲁棒性进行了实验验证,结果表明该控制器有很好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 超声电机 关节机器人 H∞控制 PID控制
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基于速度跟踪算法的机械负载动态模拟 被引量:2
17
作者 张思博 董春 李宗帅 《微特电机》 北大核心 2010年第2期55-58,共4页
提出并介绍了用两台同轴直流电动机建立对机器人关节机械负载进行模拟的实验系统,建立了此系统模型。采用基于速度跟踪的控制算法,对建立的数学模型就此控制算法在Matlab/Simulink下进行仿真。最后对实验系统进行了性能测试和负载模拟... 提出并介绍了用两台同轴直流电动机建立对机器人关节机械负载进行模拟的实验系统,建立了此系统模型。采用基于速度跟踪的控制算法,对建立的数学模型就此控制算法在Matlab/Simulink下进行仿真。最后对实验系统进行了性能测试和负载模拟的实验,证明了基于速度跟踪的算法和此实验系统对机器人关节的非线性机械负载进行模拟是可行有效的,但系统动态性能和精度尚待进一步提高。 展开更多
关键词 机器人关节 机械负载模拟 直流电动机 速度跟踪算法
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一种单电机驱动多指多关节机械手的设计 被引量:6
18
作者 罗志增 顾培民 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期620-624,共5页
为了使机械手灵巧、稳妥地抓取物体,设计了一种新型结构的单电机驱动4指12关节机械手爪.该手爪由电机驱动一根十字连杆,其端部分别连接4个手指的第1动力连杆;每个手指有3个指节,由2个平行四边形的指节结构确保手指末端做平移运动;每个... 为了使机械手灵巧、稳妥地抓取物体,设计了一种新型结构的单电机驱动4指12关节机械手爪.该手爪由电机驱动一根十字连杆,其端部分别连接4个手指的第1动力连杆;每个手指有3个指节,由2个平行四边形的指节结构确保手指末端做平移运动;每个手指的第2动力连杆具有延伸滑槽,当第2动力连杆运动时,经过特别设计的滑槽在固定支点滑动,可使手指末端匀速运动.该新型的单电机驱动手爪设计方案实现了机械手控制简单、抓握可靠的目的. 展开更多
关键词 机器人手爪 多指多关节 单电机驱动
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超声电机驱动多关节机器人的类PID小波神经网络控制 被引量:10
19
作者 孙志峻 黄卫清 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期215-221,共7页
针对超声电机驱动多关节机器人的运行特性,提出一种新颖的速度—位置双闭环PID控制模式,有效地抑制了超声电机响应极快所导致的速度变化剧烈的现象,从而提高了机器人的运动平稳性。为了进一步提高超声电机驱动多关节机器人的控制性能,... 针对超声电机驱动多关节机器人的运行特性,提出一种新颖的速度—位置双闭环PID控制模式,有效地抑制了超声电机响应极快所导致的速度变化剧烈的现象,从而提高了机器人的运动平稳性。为了进一步提高超声电机驱动多关节机器人的控制性能,使其能根据超声电机的变化特性对PID控制参数进行实时调节,提出类PID小波神经网络控制器。通过对传统离散型增量式PID表达式各项的合理划分,将速度—位置双闭环PID控制、实践经验、当前的轨迹误差及其变化情况都融入进了类PID小波神经网络控制器中。该控制器参数的在线学习机制采用了δ自适应律并结合了BP算法和梯度下降法,算法简单,计算量大大减少。试验结果证明,所设计的类PID小波神经网络控制器不仅明显优于PID和PID神经网络控制器,而且具有很好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 超声电机 PID 小波神经网络 关节机器人
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一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法研究 被引量:4
20
作者 刘吉柱 陈壮 +2 位作者 潘建国 潘明强 李净净 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期135-142,共8页
针对永磁球形同步电机多变量非线性系统导致的抗干扰能力差、抖振等问题,该文提出了一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法。基于对永磁球形同步电机新型结构的优化设计,采用麦克斯韦应力张量法建立了悬浮和旋转方向的动力学模型。在旋... 针对永磁球形同步电机多变量非线性系统导致的抗干扰能力差、抖振等问题,该文提出了一种永磁球形同步电机系统滑模控制方法。基于对永磁球形同步电机新型结构的优化设计,采用麦克斯韦应力张量法建立了悬浮和旋转方向的动力学模型。在旋转方向的速度环和位置环设计了一种指数趋近律滑模控制算法,同时在悬浮方向引入终端(Terminal)滑模控制方法,改善了悬浮方向的动态响应和抗干扰能力,提高旋转方向的鲁棒特性,抖振问题得到解决。从仿真和试验结果看,与常规滑模控制方法相比,该文所提出的滑模控制方案更好地实现了球形电机的多自由度高速高动态控制。 展开更多
关键词 机器人关节 永磁球形同步电机 滑模控制 麦克斯韦应力张量法 指数趋近律
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