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双连杆机械臂自抗扰控制器设计 被引量:2
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作者 熊涛 齐乃明 宋志国 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期131-134,共4页
针对双连杆机械臂非线性耦合系统,对2个关节分别设计了自抗扰控制器,运用自抗扰控制技术中的扩张状态观测器对系统进行动态补偿线性化,从而实现了2个关节的解耦控制.通过适当选择自抗扰控制器的控制参数,实现了机械臂的精确轨迹跟踪控制... 针对双连杆机械臂非线性耦合系统,对2个关节分别设计了自抗扰控制器,运用自抗扰控制技术中的扩张状态观测器对系统进行动态补偿线性化,从而实现了2个关节的解耦控制.通过适当选择自抗扰控制器的控制参数,实现了机械臂的精确轨迹跟踪控制,仿真结果证明了自抗扰控制器的有效性和较强的鲁棒性,为机械臂的轨迹跟踪控制提出了新的思路. 展开更多
关键词 双连杆机械臂 自抗扰控制器 解耦控制 轨迹跟踪
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一种基于控制参数化的双连杆机械臂最优PID参数整定方法 被引量:2
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作者 郭小龙 郭敏华 +3 位作者 谭元 曹函宇 佃松宜 李彬 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第5期70-75,共6页
考虑一类双连杆机械臂的PID控制问题,提出一种基于控制参数化的最优PID参数整定方法.首先,把系统的性能指标建模为最优控制中的连续状态不等式约束.其次,将双连杆机械臂的最优PID参数整定问题转化为含连续状态不等式约束的最优参数选择... 考虑一类双连杆机械臂的PID控制问题,提出一种基于控制参数化的最优PID参数整定方法.首先,把系统的性能指标建模为最优控制中的连续状态不等式约束.其次,将双连杆机械臂的最优PID参数整定问题转化为含连续状态不等式约束的最优参数选择问题.然后,应用约束转录法结合局部平滑法来处理连续状态不等式约束.得到一个标准的最优参数选择问题,且这个标准问题可以用最优控制软件MISER 3.2来求解.由于是基于梯度的方法来求解问题,所以在文中推导了代价函数和经过处理后约束的梯度公式.最后,通过数值仿真验证了提出的方法的有效性. 展开更多
关键词 连续状态不等式约束 最优PID参数整定 双连杆机械臂.
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考虑关节柔性的双连杆机械臂振动控制及实验研究 被引量:15
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作者 荣吉利 项阳 +2 位作者 辛鹏飞 杨永泰 项大林 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1024-1031,共8页
为了研究含有柔性关节的双连杆柔性机械臂的振动控制问题,采用绝对坐标方法对臂杆和关节进行建模,得到了刚柔耦合的双连杆机械臂动力学模型;对比研究了PD和LQR控制方法对柔性机械臂主动控制效果,针对柔性机械臂的实际工程需求,提出了一... 为了研究含有柔性关节的双连杆柔性机械臂的振动控制问题,采用绝对坐标方法对臂杆和关节进行建模,得到了刚柔耦合的双连杆机械臂动力学模型;对比研究了PD和LQR控制方法对柔性机械臂主动控制效果,针对柔性机械臂的实际工程需求,提出了一种LQR-PD联合控制策略,设计了相应的控制器并进行了仿真控制研究,同时结合搭建的双连杆柔性机械臂地面模拟平台进行了模拟实验。研究结果表明,该控制策略不仅能实现关节轨迹的精确跟踪,而且能有效抑制臂杆末端的残余振动,具有重要的工程价值和良好的应用前景。 展开更多
关键词 多体系统动力学 连杆柔性机械 振动控制 轨迹跟踪 地面仿真平台
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带有末端集中质量的双连杆柔性机械臂主动控制 被引量:8
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作者 杜欣 蔡国平 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期672-678,共7页
对带有末端集中质量的双连杆柔性机械臂的主动控制进行了研究,给出系统的动力学方程,采用非线性解耦反馈控制方法分别得出系统大范围运动方程和柔性臂的动力学方程,采用机械臂逆动力学方法和LQR方法分别设计大范围运动控制律和压电作动... 对带有末端集中质量的双连杆柔性机械臂的主动控制进行了研究,给出系统的动力学方程,采用非线性解耦反馈控制方法分别得出系统大范围运动方程和柔性臂的动力学方程,采用机械臂逆动力学方法和LQR方法分别设计大范围运动控制律和压电作动器控制律。仿真结果显示,本文控制方法能够有效地进行机械臂的轨迹跟踪,柔性臂的弹性振动可以得到有效抑制。 展开更多
关键词 连杆柔性机械 压电作动器 主动控制
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双连杆柔性机械臂的主动控制 被引量:3
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作者 杜欣 蔡国平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1248-1253,共6页
对柔性双连杆机械臂位置的主动控制进行研究,给出系统的动力学方程,采用非线性解耦反馈控制方法分别得出系统大范围运动方程和柔性臂的动力学方程,并采用机械臂逆动力学方法和LQR方法分别设计大范围运动控制律和压电作动器控制律.仿真... 对柔性双连杆机械臂位置的主动控制进行研究,给出系统的动力学方程,采用非线性解耦反馈控制方法分别得出系统大范围运动方程和柔性臂的动力学方程,并采用机械臂逆动力学方法和LQR方法分别设计大范围运动控制律和压电作动器控制律.仿真结果表明,该控制方法能够有效地控制机械臂到达的指定位置,并且抑制柔性臂的弹性振动. 展开更多
关键词 连杆柔性机械 压电作动器 主动控制
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双连杆柔性关节机械臂分数阶线性自抗扰控制 被引量:8
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作者 陈志环 戴雪刚 董加顺 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第7期147-151,共5页
针对双连杆柔性关节机械臂的柔性振动和受外部干扰的问题,提出了一种复合控制器的控制策略。通过拉格朗日方程建立了考虑关节柔性的刚柔耦合的机械臂动力学模型,使用奇异摄动法对机械臂系统解耦,使其分解成代表刚性部分的慢速子系统和... 针对双连杆柔性关节机械臂的柔性振动和受外部干扰的问题,提出了一种复合控制器的控制策略。通过拉格朗日方程建立了考虑关节柔性的刚柔耦合的机械臂动力学模型,使用奇异摄动法对机械臂系统解耦,使其分解成代表刚性部分的慢速子系统和代表柔性部分的快速子系统;对于慢速子系统,设计了带有前馈补偿的分数阶线性自抗扰控制器来抵抗内外扰动,实现了机械臂的高精度的轨迹跟踪,对于快速子系统,采用微分补偿项补偿,来抑制关节的柔性振动,从而达到系统稳定。实验和仿真结果表明,系统可以有效地实现双连杆柔性关节机械臂的轨迹跟踪,并且相对于整数阶线性自抗扰控制器有着更好的动态性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 连杆柔性关节机械 奇异摄动法 分数阶线性自抗扰控制器 轨迹跟踪
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平面2R机械臂的周期性运动
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作者 王振华 王本利 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1231-1235,共5页
描述了一类平面2R机械臂的模型.在不考虑外力干扰的条件下建立了系统的动力学方程,求出其中包含的独立的孤立运动积分并分析了其中循环积分的非完整约束特性,证明了该系统的可积性.根据W h ittaker定理利用能量积分对系统进行降阶,求得... 描述了一类平面2R机械臂的模型.在不考虑外力干扰的条件下建立了系统的动力学方程,求出其中包含的独立的孤立运动积分并分析了其中循环积分的非完整约束特性,证明了该系统的可积性.根据W h ittaker定理利用能量积分对系统进行降阶,求得一组封闭解的表达式.在此基础上分析系统的转动数,发现转动数一般为无理数,只在某些特定条件下存在有理旋转数,从而系统作准周期运动或者周期运动. 展开更多
关键词 双连杆机械臂 准周期运动 可积系统 旋转数
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考虑输出约束的机械臂命令滤波反步控制 被引量:13
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作者 林孟豪 张蕾 +2 位作者 李鹏飞 王晓华 王文杰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期70-78,共9页
为了提高双连杆柔性关节机械臂系统的轨迹跟踪响应速度与轨迹跟踪精度,提出一种具有输出约束和误差补偿的双连杆柔性关节机械臂命令滤波反步控制策略(BLF-CFBC)。首先,在反步控制设计中构造对数型障碍李雅普诺夫函数来替代常规的二次型... 为了提高双连杆柔性关节机械臂系统的轨迹跟踪响应速度与轨迹跟踪精度,提出一种具有输出约束和误差补偿的双连杆柔性关节机械臂命令滤波反步控制策略(BLF-CFBC)。首先,在反步控制设计中构造对数型障碍李雅普诺夫函数来替代常规的二次型李雅普诺夫函数,使得轨迹跟踪误差被约束在预先设定的误差范围内,从而在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度;其次,采用命令滤波器输出子系统递推过程中所需的控制函数及其导数,以避免基于李雅普诺夫理论的常规反步控制方法中由于对控制变量的反复求导而导致的计算爆炸的问题,从而有效降低了计算维度;最后,引入误差补偿机制,利用控制变量与滤波器输出之间的误差来构造系统变量,以降低命令滤波器的误差对机械臂跟踪精度的影响。采用Matlab搭建系统模型进行仿真实验,结果表明,所提控制策略与不考虑输出约束和误差补偿的命令滤波反步控制策略(CFBC)相比,双连杆柔性关节机械臂关节1、2的轨迹跟踪响应速度分别提升了20%、30%,轨迹跟踪误差分别降低了4%、3.5%。 展开更多
关键词 连杆柔性关节机械 障碍李雅普诺夫函数 命令滤波 滤波误差
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概率近似正确的强化学习算法解决连续状态空间控制问题 被引量:5
9
作者 朱圆恒 赵冬斌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1603-1613,共11页
在线学习时长是强化学习算法的一个重要指标.传统在线强化学习算法如Q学习、状态–动作–奖励–状态–动作(state-action-reward-state-action,SARSA)等算法不能从理论分析角度给出定量的在线学习时长上界.本文引入概率近似正确(probabl... 在线学习时长是强化学习算法的一个重要指标.传统在线强化学习算法如Q学习、状态–动作–奖励–状态–动作(state-action-reward-state-action,SARSA)等算法不能从理论分析角度给出定量的在线学习时长上界.本文引入概率近似正确(probably approximately correct,PAC)原理,为连续时间确定性系统设计基于数据的在线强化学习算法.这类算法有效记录在线数据,同时考虑强化学习算法对状态空间探索的需求,能够在有限在线学习时间内输出近似最优的控制.我们提出算法的两种实现方式,分别使用状态离散化和kd树(k-dimensional树)技术,存储数据和计算在线策略.最后我们将提出的两个算法应用在双连杆机械臂运动控制上,观察算法的效果并进行比较. 展开更多
关键词 强化学习 概率近似正确 KD树 双连杆机械臂
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一种基于单神经元的机器人实时控制自适应算法研究 被引量:2
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作者 袁野 仲崇权 田中旭 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2003年第2期312-314,共3页
单个神经元具有对对象模型精度要求不高、结构简单、抗干扰能力强 ,可进行在线学习和无需辨识的优点 .基于此 ,本文针对双连杆柔性机械臂设计了单个自适应神经元的控制器 ,并进行仿真实验 ,通过对竖直线轨迹的跟踪 ,表明单个自适应神经... 单个神经元具有对对象模型精度要求不高、结构简单、抗干扰能力强 ,可进行在线学习和无需辨识的优点 .基于此 ,本文针对双连杆柔性机械臂设计了单个自适应神经元的控制器 ,并进行仿真实验 ,通过对竖直线轨迹的跟踪 ,表明单个自适应神经元算法具有全局最优性和鲁棒性 . 展开更多
关键词 单神经元 机器人 实时控制 自适应算法 连杆柔性机械 智能控制系统
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