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Acrobot基于能量的摇起控制算法与运动特性分析

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吉林大学学报（工学版） 2009年第2期39卷 467-472页

作者：田彦涛宋彦张佩杰吉林大学通信工程学院长春130022

针对Acrobot等一类二连杆欠驱动系统提出了一种基于能量增加的摇起控制算法。该控制算法从保证系统能量增加的角度出发实现系统的摇起控制。对在该算法下系统摇起过程的动力学和运动学进行了详细分析,并讨论了当系统控制输入参数改变时... 详细信息

针对Acrobot等一类二连杆欠驱动系统提出了一种基于能量增加的摇起控制算法。该控制算法从保证系统能量增加的角度出发实现系统的摇起控制。对在该算法下系统摇起过程的动力学和运动学进行了详细分析,并讨论了当系统控制输入参数改变时产生的复杂的动力学和运动学行为,通过以上分析得出了系统运动学和动力学的一般结论。

关键词：自动控制技术 Acrobot 基于能量的控制摇起欠驱动系统

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一类欠驱动旋转摆的非线性控制

力学季刊 2009年第1期30卷 138-143页

作者：戈新生姜文超北京信息科技大学机电工程学院北京100192

欠驱动系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。旋转摆属于典型的欠驱动系统,通过驱动杆的水平转动可使欠驱动杆由垂直下摆位置转到竖直向上位置。利用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,使欠驱动杆由稳定平... 详细信息

欠驱动系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。旋转摆属于典型的欠驱动系统,通过驱动杆的水平转动可使欠驱动杆由垂直下摆位置转到竖直向上位置。利用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,使欠驱动杆由稳定平衡位置到达非稳定平衡区域,再由LQR方法设计平衡控制器,使其控制在非稳定平衡位置。两种控制器通过切换实现摇起和平衡控制转换。最后通过仿真实验验证了文中设计的两种控制器的有效性。

关键词：欠驱动旋转摆基于能量的控制 LQR方法

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可侧向摆动的欠驱动双足机器人

控制工程 2012年第3期19卷 482-485页

作者：隋振徐凤刘金莲田彦涛吉林大学通信工程学院吉林长春130025 吉林大学工程仿生教育部重点实验室吉林长春130025

为解决机器人的侧向平衡问题,同时为使机器人的行走空间由二维扩展到三维,确立了可以侧向周期稳定偏转的有弹性脚的欠驱动步行机器人模型。根据混合动力系统的特点,建立了侧向摆动方程及脚碰撞地面的方程,并利用数值仿真得到了不同初始... 详细信息

为解决机器人的侧向平衡问题,同时为使机器人的行走空间由二维扩展到三维,确立了可以侧向周期稳定偏转的有弹性脚的欠驱动步行机器人模型。根据混合动力系统的特点,建立了侧向摆动方程及脚碰撞地面的方程,并利用数值仿真得到了不同初始状态下的稳定极限环。根据运动状态分析,找到了弹性脚的欠驱动步行机器人所允许的侧向偏转范围。施加基于能量的控制可以消除摆动过程中出现的干扰,使欠驱动步行机器人回归到稳定状态,稳定的侧向摆动保证了欠驱动步行机器人的稳定行走。

关键词：侧向平衡侧向偏转弹性脚基于能量的控制

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一类二连杆欠驱动系统的动力学分析及控制

一类二连杆欠驱动系统的动力学分析及控制

作者：宋彦吉林大学

学位级别：硕士

本课题受国家高技术发展计划(863计划)的资助,以一类二连杆欠驱动系统为研究对象;以非线性系统理论、现代控制理论、最优控制为主要理论基础。深入研究了对象的动力学和运动学特性,并针对对象设计了控制算法。本文首先引入系统数学模型... 详细信息

本课题受国家高技术发展计划(863计划)的资助,以一类二连杆欠驱动系统为研究对象;以非线性系统理论、现代控制理论、最优控制为主要理论基础。深入研究了对象的动力学和运动学特性,并针对对象设计了控制算法。本文首先引入系统数学模型,并分析模型动力学方程的一些基本性质和系统能量变化的基本规律。进而,采用分析平衡点类型的理论方法和构造系统全局相平面图的实验方法,研究了系统开环的动力学和运动学特性。随后,采用基于能量的控制策略,分别采用不同的算法对Acrobot和Pendubot设计了摇起控制器,并分析了吸引区域和摇起过程的动力学和运动学特性。最后,采用基于LQR的方法设计了系统的平衡控制器,并完成了系统的闭环控制。

关键词：欠驱动平衡点 Jacobian矩阵基于能量的控制吸引区域 LQR

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欠驱动Furuta摆的摇起与平衡控制

北京机械工业学院学报 2007年第3期22卷 1-4,14页

作者：姜文超王准戈新生北京机械工业学院计算机及自动化系北京100085 北京机械工业学院机械工程系北京100085

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。该系统具有很强的非线性,对于这类系统的研究有助于非线性控制理论的发展。针对欠驱动Furuta摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器。运用基... 详细信息

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统。该系统具有很强的非线性,对于这类系统的研究有助于非线性控制理论的发展。针对欠驱动Furuta摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器。运用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,利用LQR方法设计平衡控制器。两个控制器通过切换实现控制转换。最后通过仿真实验验证了控制器的可行性。

关键词：欠驱动 Furuta摆基于能量的控制 LQR方法

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一类欠驱动旋转摆的非线性控制

一类欠驱动旋转摆的非线性控制