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基于数值变分计算的acrobot机器臂能量最优控制

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佛山科学技术学院学报（自然科学版） 2021年第3期39卷 7-10页

作者：李江成詹清华区国洪何俊广东省立胜技术有限公司广东佛山528200 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528225

针对最小能量控制中初始参数难以确定的问题,利用欧拉-拉格朗日乘子处理系统约束而获得积分形式的变分方程,通过离散化变分方程,得到系统最优控制的必要条件,并选定合适的积分方法,求解非线性方程而得到系统最优控制解。仿真实验表明,... 详细信息

针对最小能量控制中初始参数难以确定的问题,利用欧拉-拉格朗日乘子处理系统约束而获得积分形式的变分方程,通过离散化变分方程,得到系统最优控制的必要条件,并选定合适的积分方法,求解非线性方程而得到系统最优控制解。仿真实验表明,该方法求解变分方程是可行的。

关键词：欠驱动机器臂 acrobot 能量最优控制非完整约束

双连杆acrobot机器臂的最优控制器设计

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计算技术与自动化 2018年第4期37卷 1-4,9页

作者：张志飞章兢曾凡智佛山科学技术学院自动化学院广东佛山528000 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 佛山科学技术学院电子与信息工程学院广东佛山528000

研究欠驱动机器人acrobot的最优控制,基于时间最短与控制量均衡性能指标的最优控制问题。首先运用最优控制原理得到了摇起区的最优控制律,当摇起区控制律进入吸引区时,采用切换控制使系统稳定在平衡顶点。使用拉萨尔定理分析最优控制律... 详细信息

研究欠驱动机器人acrobot的最优控制,基于时间最短与控制量均衡性能指标的最优控制问题。首先运用最优控制原理得到了摇起区的最优控制律,当摇起区控制律进入吸引区时,采用切换控制使系统稳定在平衡顶点。使用拉萨尔定理分析最优控制律下局部稳定性,利用开关定理分析了切换控制下的全局稳定性。建立了力矩无约束条件下连续控制律与力矩受限开关控制律之间关系。文末给出了一个仿真实例,与相关研究结果进行了对比。

关键词： acrobot 拉萨尔原理板板控制律性能指标

基于SISO镇定方法的acrobot机械臂稳定控制器的设计

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湖南理工学院学报（自然科学版） 2018年第1期31卷 30-34页

作者：王能张志飞张小刚佛山科学技术学院自动化学院广东佛山528000 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

主要讨论了利用单输入单输出思想来镇定单输入多输出acrobot系统的一种方法.首先针对驱动杆设计一种稳定控制器,然后用所设计的控制器验证被动杆的运动是否能跟随主动杆一起达到稳定的效果.控制策略包括两个部分,首先泵起双杆至给定界面... 详细信息

主要讨论了利用单输入单输出思想来镇定单输入多输出acrobot系统的一种方法.首先针对驱动杆设计一种稳定控制器,然后用所设计的控制器验证被动杆的运动是否能跟随主动杆一起达到稳定的效果.控制策略包括两个部分,首先泵起双杆至给定界面,在系统进入界面后,采用线性化处理系统,从而加速系统快速稳定地达到指定平衡点.最后选取两个经典的实例,验证了本文方法的有效性.

关键词： acrobot 二阶系统 SISO-SIMO 非线性控制器分区控制

Control design and comprehensive stability analysis of acrobots based on Lyapunov functions

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Journal of Central South University of Technology 2005年第z1期12卷 210-216页

作者： LAI Xu-zhi WU Yun-xin SHE Jin-hua WU Min School of Information Science and Engineering Central South University Changsha 410083 China School of Mechanical and Engineering Central South University Changsha 410083 China School of Bionics Tokyo University of Technology 1404 - 1 Katakura Hachioji Tokyo 192 - 0982 Japan School of Information Science and Engineering Central South University Changsha 410083 China

A design method for controllers and a comprehensive stability analysis for an acrobat based on Lyapunov functions are presented. Three control laws based on three Lyapunov functions are designed to increase the energy so as to move the acrobot into the unstable inverted equilibrium position, and solve the problem of posture and energy. The concept of a non-smooth Lyapunov function is employed to analyze the stability of the whole system. The validity of this strategy is demonstrated by simulations.

关键词： stability Lyapunov function acrobot fuzzy control

A Control Strategy Combining Fuzzy Control and Linear Quadratic Control for acrobots

维普期刊数据库评论

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High Technology Letters 1999年第2期5卷 47-52页

作者：赖旭芝 Department of Automatic Control Engineering Central South University of Technology Changsha 410083 China Mechatronics Department Tokyo University of Technology Tokyo 192-8580 Japan

A control strategy based on a combination of fuzzy control and linear quadratic control to control the acrobot is presented. The control torque to swing up is directly derived based on the energy of the acrobot. A fuzzy controller is designed to regulate the amplitude of the control torque from the energy during the upswing. After the acrobot enters a neighborhood of the straight up equilibrium position, a linear quadratic regulator is designed to balance it. The proposed control strategy simplifies the control of the acrobot and achieves better performance. The simulation results show the validity of the control strategy.

关键词： acrobot underactuated mechanical systems fuzzy control linear quadratic control

Solution of Singularity Problem in Motion Control of acrobots

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Solution of Singularity Problem in Motion Control of Acrobot...

第二十六届中国控制会议

作者： Yang Simon X Advanced Robotics and Intelligent Systems（ARIS） Lab.School of Engineering University of GuelphGuelphOntario N1G 2W1Canada

This paper gives an integrated fuzzy-control solution of singularity problem in the motion control of an ***,the singularity that arises in motion control based on Lyapunov function is ***,a fuzzy controller is employed to regulate one of parameters of the control law to solve the singularity problem in the motion control occurred in the motion control law,Finally,two additional fuzzy controllers for different situations are designed to regulate another parameter of the control law in order to improve the control *** results show the efectiveness of the proposed control strategy.

关键词： acrobot fuzzy control Lyapunov function singularity

来源： cnki会议评论

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欠驱动机械臂A crobot的模糊控制

北京机械工业学院学报 2005年第3期20卷 22-25,41页

作者：张冰厉虹北京机械工业学院计算机与自动化系北京100085

欠驱动系统是一类控制器少于系统自由度的二阶非完整系统,在工程技术领域有着广泛的应用背景。针对欠驱动acrobot机械臂系统,提出一种简单可行的摇起和平衡控制策略。运用部分反馈线性化的状态反馈控制设计摇起控制器,利用模糊控制技术... 详细信息

欠驱动系统是一类控制器少于系统自由度的二阶非完整系统,在工程技术领域有着广泛的应用背景。针对欠驱动acrobot机械臂系统,提出一种简单可行的摇起和平衡控制策略。运用部分反馈线性化的状态反馈控制设计摇起控制器,利用模糊控制技术设计平衡控制器,两个控制器通过切换装置实现转换。通过与T-S型的模糊控制器仿真结果进行比较,验证了该方法的有效性。

关键词：欠驱动系统 acrobot 反馈线性化模糊控制

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一类欠驱动机械系统的虚约束动态伺服控制

浙江大学学报（工学版） 2011年第5期45卷 818-824页

作者：程红太张晓华哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为了克服欠驱动机械系统无法对任意点和轨迹进行跟踪的缺点,扩大欠驱动机械系统应用领域,研究一类欠驱动机械系统的动态伺服控制问题,动态伺服控制通过规划和跟踪特定轨迹来实现任意位形空间点的瞬时可达.采用虚约束方法来规划动态伺服... 详细信息

为了克服欠驱动机械系统无法对任意点和轨迹进行跟踪的缺点,扩大欠驱动机械系统应用领域,研究一类欠驱动机械系统的动态伺服控制问题,动态伺服控制通过规划和跟踪特定轨迹来实现任意位形空间点的瞬时可达.采用虚约束方法来规划动态伺服轨迹,通过构造自由度之间的约束关系,并对约束作用下系统零动态进行分析,可以方便获得符合系统特性的周期轨道;利用虚约束函数与轨道函数之间的内在联系,基于Lyapunov稳定性理论设计轨迹跟踪控制器.最后,在acrobot实物平台上进行了实验,实验结果证明轨迹规划方法和控制方法的有效性.

关键词：欠驱动机械系统动态伺服控制虚约束方法 Lyapunov稳定性理论 acrobot

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接触力控制的单腿机器人姿态控制

国防科技大学学报 2015年第2期37卷 112-116页

作者：侯文琦王剑韦庆马宏绪国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

为了使acrobot(Acrobat类型的单腿机器人)在运动过程中相对地面没有滑动,设计了基于接触力控制的姿态控制系统,将水平方向接触力作为内环的控制对象并限制其大小,使其总能满足摩擦锥的约束,从而保证在小腿姿态角的跟踪过程中足与地面间... 详细信息

为了使acrobot(Acrobat类型的单腿机器人)在运动过程中相对地面没有滑动,设计了基于接触力控制的姿态控制系统,将水平方向接触力作为内环的控制对象并限制其大小,使其总能满足摩擦锥的约束,从而保证在小腿姿态角的跟踪过程中足与地面间不会产生滑动。在acrobot的直立姿态处,对其动力学方程进行线性化,并得到驱动力矩—水平接触力—质心水平位置—小腿姿态角的传递函数链,进而设计小腿姿态角的多环控制系统。在MATLAB中用"Sim Mechanics"工具箱搭建了acrobot的虚拟模型,仿真结果表明,所设计的多环控制系统在实现小腿姿态角跟踪控制的同时还能保证足与地面间不产生滑动。

关键词： acrobot 姿态控制接触力控制滑动多环控制