初速度不为零的平面欠驱动机械系统稳定控制

作     者：黄自鑫 侯梦毓 秦翔宇 王乐君 

作者机构：武汉工程大学电气信息学院 重庆邮电大学重庆市复杂系统与仿生控制重点实验室 武汉纺织大学湖北省数字化纺织装备重点实验室 

出 版 物：《哈尔滨理工大学学报》 (Journal of Harbin University of Science and Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：湖北省自然科学基金(2023AFB380) 智能机器人湖北省重点实验室创新基金(HBIRL202301) 湖北省数字化纺织装备重点实验室开放课题(KDTL2022003) 

主　　题：非线性系统 平面欠驱动机械臂 幂零近似 模型降阶 开环迭代 稳定控制 

摘      要：针对末端被动关节初速度不为零的平面多连杆欠驱动机械臂系统稳定控制问题，提出了一种基于模型降阶和开环迭代控制的控制策略。根据平面多连杆欠驱动机械臂的结构特点，采用模型降阶的方法，将原来的平面多连杆欠驱动系统降阶为平面虚拟两连杆欠驱动系统。根据降阶后平面虚拟两连杆欠驱动系统具有的幂零近似特性，设计了一种开环迭代控制器，控制该平面虚拟两连杆欠驱动系统到达目标状态。同时，平面多连杆欠驱动机械臂末端点也被控制到目标位置。最后，选择了不同结构参数的平面多连杆欠驱动机械臂系统进行仿真实验，实验结果验证了所提控制方法的有效性。