检索结果-南通市图书馆

作者：万福玺华南理工大学

学位级别：硕士

机械臂相比人力,具有高精度、高效率等优点,可代替人类在恶劣环境下作业,因此被广泛应用在医疗、工业制造、航空航天、国防军事、家政服务等领域。机械臂的非线性、耦合性等特性,给机械臂的轨迹跟踪控制带来了困难和挑战。此外,在实际... 详细信息

机械臂相比人力,具有高精度、高效率等优点,可代替人类在恶劣环境下作业,因此被广泛应用在医疗、工业制造、航空航天、国防军事、家政服务等领域。机械臂的非线性、耦合性等特性,给机械臂的轨迹跟踪控制带来了困难和挑战。此外,在实际工程应用中,机械臂还会受外界干扰、各种约束条件以及模型不确定性的影响。本文以反步法为基础,结合非线性状态依赖函数(nonlinear state-dependent function,NSDF)、障碍李雅普诺夫函数(barrier Lyapunov function,BLF)、不确定项与干扰估计器(uncertainty and disturbance estimator,UDE)、指数观测器、径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络、命令滤波器等,分别对刚性机械臂和柔性关节机械臂任务空间轨迹跟踪控制进行研究。全文的主要研究内容如下:1.考虑输入饱和与时变输出约束,针对受外界扰动、具有动力学不确定性的刚性机械臂,提出了基于UDE的任务空间轨迹跟踪控制算法。通过UDE来估计动力学不确定项和未知外界干扰,并在反步法设计中结合动态辅助系统和NSDF分别来处理输入饱和与时变输出约束,设计了基于UDE的轨迹跟踪控制器。其中,UDE的设计仅需要知道目标对象的带宽,这使得所设计控制算法更加容易实现和调整。通过Lyapunov稳定性分析,证明了闭环系统所有信号都是一致最终有界(uniformly ultimately bounded,UUB)的,轨迹跟踪误差最终收敛到零的小邻域内,且系统输入和系统输出都保持在给定的约束范围内。最后,以两连杆刚性机械臂为例,通过对比仿真实验验证了所提控制算法的有效性和优越性。2.考虑输入饱和与时变输出约束,针对受外界扰动、具有动力学不确定性的刚性机械臂,提出了基于UDE的预设收敛时间任务空间轨迹跟踪控制算法。构造单一辅助变量与BLF来分别解决输入饱和与输出约束问题,并结合UDE以及预设收敛时间控制理论,设计了基于UDE的预设收敛时间轨迹跟踪控制器。通过Lyapunov稳定性分析,证明了闭环系统所有信号都在预设收敛时间内收敛且有界,输入饱和与输出约束都没有被违背。最后,以两连杆刚性机械臂为例,通过对比仿真实验验证了所提控制算法的有效性和优越性。3.考虑输入饱和与时变输出约束,针对具有动力学和运动学不确定性的柔性关节机械臂,提出了自适应神经网络任务空间轨迹跟踪控制方案。引进命令滤波器并设计了滤波误差补偿系统,解决了反步法中对虚拟控制律反复求导带来的“计算爆炸”问题。分别采用RBF神经网络和指数观测器来逼近动力学不确定项与运动学不确定项,结合NSDF、辅助变量,设计了自适应神经网络轨迹跟踪控制器,并给出了稳定性分析。在所设计的方案中,仅需更新神经网络权值的模,在一定程度上减轻了计算负担。最后以两连杆柔性关节机械臂为对象,通过对比仿真实验验证了所提控制方案的有效性和优越性。

关键词：不确定机械臂约束不确定项与干扰估计器反步法任务空间

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机械臂模糊超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制

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系统仿真学报 2022年第6期34卷 1343-1352页

作者：杜宝林朱大昌盘意华广州大学机械与电气工程学院广东广州510006

针对工业机械臂模型误差和外部干扰等不确定性因素对末端轨迹跟踪精度的影响,设计了一种新的模糊自适应超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制方法。基于机械臂动力学模型,设计一种新的非奇异终端滑模面,采用超螺旋算法设计二阶滑模控制律;为解决... 详细信息

针对工业机械臂模型误差和外部干扰等不确定性因素对末端轨迹跟踪精度的影响,设计了一种新的模糊自适应超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制方法。基于机械臂动力学模型,设计一种新的非奇异终端滑模面,采用超螺旋算法设计二阶滑模控制律;为解决滑模控制只能在已知扰动边界的情况下对匹配扰动进行补偿问题,结合模糊推理算法实现对系统未知不确定性的在线补偿,采用Lyapunov理论证明了闭环控制系统的稳定性。仿真与实验对比表明:该控制方法可使机械臂在复杂不确定性因素下实现末端轨迹精确跟踪,并对系统抖振现象进行有效抑制。

关键词：二阶滑模控制模糊推理算法不确定机械臂轨迹跟踪

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参数摄动机械臂鲁棒控制器的演化设计

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机器人 2006年第2期28卷 160-163页

作者：杨书生钟宜生清华大学自动化系北京100084

对于存在参数区间摄动的机械臂,提出了一种利用遗传算法进行鲁棒控制器演化设计的方法.将具有给定结构的控制器的参数编码后作为控制器种群,将机械臂的摄动参数编码后作为受控对象种群;对两个种群进行双向演化操作,得到对区间摄动系统... 详细信息

对于存在参数区间摄动的机械臂,提出了一种利用遗传算法进行鲁棒控制器演化设计的方法.将具有给定结构的控制器的参数编码后作为控制器种群,将机械臂的摄动参数编码后作为受控对象种群;对两个种群进行双向演化操作,得到对区间摄动系统具有足够鲁棒性的控制器和最差控制性能所对应的受控对象模型.对存在参数摄动的二自由度机械臂进行鲁棒控制器设计的结果表明,所提出的方法是有效的.

关键词：不确定机械臂鲁棒控制器遗传算法演化设计

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