双臂空间机器人关节运动的一种增广自适应控制方法 被引量：9

1

作者 洪昭斌 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期347-352,共6页

讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,具有未知参数的自由漂浮双臂空间机器人系统的自适应控制问题.由于此类机器人系统具有结合系统动量及动量矩守恒关系得到完全能控形式的系统动力学方程,以及系统惯性参数不符合惯常的线性函数关... 讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,具有未知参数的自由漂浮双臂空间机器人系统的自适应控制问题.由于此类机器人系统具有结合系统动量及动量矩守恒关系得到完全能控形式的系统动力学方程,以及系统惯性参数不符合惯常的线性函数关系的特点,因而地面机器人的控制方法在此难以直接推广应用.为了克服上述难点,仅将系统动量守恒关系耦合到系统动力学方程当中,而不耦合系统动量矩守恒关系,结果得到一组欠驱动形式的系统动力学方程.该系统动力学方程的优点是关于一组组合惯性参数能保持惯常的线性函数关系.以此为基础,并借助增广变量法,针对双臂空间机器人末端爪手所持载荷参数未知的情况,设计了关节空间轨迹跟踪的自适应控制方案.该控制方案的显著优点为,不需要测量、反馈双臂空间机器人漂浮基的位置、移动速度和移动加速度.系统的数值仿真,证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基双臂空间机器人 增广变量法 自适应控制

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自由漂浮双臂空间机器人基联坐标系内的一种增广变结构鲁棒控制方法 被引量：3

2

作者 唐晓腾 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第19期2278-2282,共5页

结合系统动量(矩)守恒关系,对自由漂浮双臂空间机器人系统进行了运动学和动力学分析,得到了一组与适当选择的惯性组合参数呈线性关系的欠驱动系统动力学方程,采用增广变量思想,克服通常情况下,空间机器人系统动力学方程关于系统惯性参... 结合系统动量(矩)守恒关系,对自由漂浮双臂空间机器人系统进行了运动学和动力学分析,得到了一组与适当选择的惯性组合参数呈线性关系的欠驱动系统动力学方程,采用增广变量思想,克服通常情况下,空间机器人系统动力学方程关于系统惯性参数呈非线性关系的难点,设计了漂浮基双臂空间机器人末端爪手跟踪基联坐标系内期望轨迹的增广变结构鲁棒控制方案。该控制方案不需要反馈漂浮基的位置、移动速度及移动加速度;与自适应控制方案相比,该控制方案化积分运算为简单四则运算,计算量大为减小,有利于实时应用。数值仿真验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 双臂空间机器人 基联坐标系 增广变量法 变结构鲁棒控制

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具有外部扰动及不确定系统参数的漂浮基空间机器人关节运动的增广鲁棒控制 被引量：9

3

作者 陈志勇 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期275-282,共8页

讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机器人系统的鲁棒控制问题.利用拉格朗日方法及系统动量守恒关系导出了漂浮基空间机器人欠驱动形式的系统动力学方程,以确保得到的系统动力学方程关于一组适当选择的组合惯性参数呈线性函数... 讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机器人系统的鲁棒控制问题.利用拉格朗日方法及系统动量守恒关系导出了漂浮基空间机器人欠驱动形式的系统动力学方程,以确保得到的系统动力学方程关于一组适当选择的组合惯性参数呈线性函数关系.在此基础上,借助增广变量法针对末端爪手所持载荷参数存在不确定的情况,提出了对外部扰动具有鲁棒性的漂浮基空间机器人关节空间轨迹跟踪的拟增广鲁棒控制方案.所提控制方案由于充分利用空间机器人系统动量守恒关系,消除了动力学方程中载体位置相关量,因此具有不需要测量、反馈载体的位置、移动速度和移动加速度的显著优点;且由于对系统不确定参数及外部扰动始终采用保持鲁棒性的方式而非在线估计的方式,有效减少了计算量,因此更适用于机载计算机运算能力有限的空间机器人控制系统实时在线应用.一个平面两杆空间机器人系统的数值模拟仿真,证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间机器人 增广变量法 关节运动 外部扰动 鲁棒控制

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漂浮基柔性空间机械臂关节运动的拟增广自适应控制及柔性振动实时主动抑制 被引量：4

4

作者 洪昭斌 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期200-206,共7页

讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,自由漂浮柔性空间机械臂系统关节运动的拟增广自适应控制和柔性振动实时主动抑制问题。此类机器人系统的特点在于:结合系统动量及动量矩守恒关系得到的完全能控形式的系统动力学方程,关于系统惯性... 讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,自由漂浮柔性空间机械臂系统关节运动的拟增广自适应控制和柔性振动实时主动抑制问题。此类机器人系统的特点在于:结合系统动量及动量矩守恒关系得到的完全能控形式的系统动力学方程,关于系统惯性参数不符合惯常的线性函数关系,因此地面机器人的控制方法在此难以直接推广应用。为了克服上述难点,我们仅将系统动量守恒关系耦合到系统动力学方程当中,而不耦合系统动量矩守恒关系,结果得到一组欠驱动形式的系统动力学方程。其优点在于,系统动力学方程关于一组组合惯性参数保持惯常的线性函数关系。以此为基础,设计了具有未知参数柔性空间机械臂关节轨迹跟踪的拟增广自适应控制方案。并根据柔性子系统的动力学特性,设计了一个基于反馈的自适应控制方案来对柔性杆的振动进行快速实时的抑制。所提出的控制方案还具有不需要测量、反馈载体位置、移动速度和移动加速度的显著优点。系统的数值仿真,证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基柔性空间机械臂 自适应控制 增广变量法 实时抑振 未知参数

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空间机械臂姿态及关节运动的自适应与鲁棒控制 被引量：17

5

作者 陈力 刘延柱 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期582-585,共4页

讨论了载体位置不受控制的漂浮基空间机械臂系统的控制问题。借助于增广变量法 ,恰当地扩展系统的控制输入与输出 ,克服了漂浮基空间机械臂系统控制方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点 ,保持了系统控制方程关于惯性参数的线性函数... 讨论了载体位置不受控制的漂浮基空间机械臂系统的控制问题。借助于增广变量法 ,恰当地扩展系统的控制输入与输出 ,克服了漂浮基空间机械臂系统控制方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点 ,保持了系统控制方程关于惯性参数的线性函数关系。以此为基础 ,针对末端抓手持有载荷参数未知与不确定两种情况 ,设计了载体姿态与机械臂关节协调运动的自适应控制与鲁棒控制两种方案。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 增广变量法 自适应控制 鲁棒控制

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具有未知参数漂浮基双臂空间机器人惯性空间复合自适应控制 被引量：7

6

作者 洪昭斌 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期12-16,共5页

讨论了载体位置与姿态均不受控制情况下具有未知参数的漂浮基双臂空间机器人系统惯性空间的复合自适应控制问题。为了克服空间机器人系统控制方程关于惯性参数的非线性性质,空间机器人被表示为欠驱动形式的机器人系统,其优点在于保持了... 讨论了载体位置与姿态均不受控制情况下具有未知参数的漂浮基双臂空间机器人系统惯性空间的复合自适应控制问题。为了克服空间机器人系统控制方程关于惯性参数的非线性性质,空间机器人被表示为欠驱动形式的机器人系统,其优点在于保持了系统动力学方程关于惯性参数的线性性质。对系统的运动学分析表明,联系两个机械臂末端运动速度与机器人关节角速度的增广广义Jacobi关系亦可以表示为一组惯性参数的线性函数。以此为基础,针对系统参数不确定的情况,设计了空间机器人系统跟踪惯性空间期望运动轨迹的复合自适应控制方案。系统的数值仿真证实了控制方法的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基双臂空间机器人 增广变量法 复合自适应控制 未知参数

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双臂空间机器人姿态与关节协调运动的自适应控制、鲁棒控制 被引量：5

7

作者 郭益深 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期636-639,共4页

讨论了载体位置不受控制情况下的双臂空间机器人姿态和关节协调运动的自适应与鲁棒控制问题。利用拉格朗日方法导出了双臂空间机器人欠驱动形式的系统动力学方程;在该方程的基础上,基于增广变量法(恰当地扩展系统的控制输入和输出),成... 讨论了载体位置不受控制情况下的双臂空间机器人姿态和关节协调运动的自适应与鲁棒控制问题。利用拉格朗日方法导出了双臂空间机器人欠驱动形式的系统动力学方程;在该方程的基础上,基于增广变量法(恰当地扩展系统的控制输入和输出),成功地克服了完全能控形式的空间机器人系统动力学方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点;针对双臂空间机器人两末端抓手所持载荷参数未知与不确定两种情况,分别设计了载体姿态与机械臂各关节协调运动的自适应控制和鲁棒控制方案。系统数值仿真表明,两种控制方案均可有效消除空间机器人系统惯性参数未知和不确定的影响,控制双臂空间机器人的载体姿态与机械臂各关节准确地完成期望的运动。 展开更多

关键词 双臂空间机器人 增广变量法 协调运动 自适应控制 鲁棒控制

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双臂空间机器人的自适应鲁棒性联合控制 被引量：6

8

作者 郭益深 陈力 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期625-628,633,共5页

讨论了自由漂浮双臂空间机器人系统关节轨迹跟踪的控制问题。由于载体位置与姿态均不受控制,空间机器人系统控制方程失去了关于惯性参数的线性关系,给控制系统设计带来极大的困难。借助于增广变量法――即恰当地扩展系统的控制输入与输... 讨论了自由漂浮双臂空间机器人系统关节轨迹跟踪的控制问题。由于载体位置与姿态均不受控制,空间机器人系统控制方程失去了关于惯性参数的线性关系,给控制系统设计带来极大的困难。借助于增广变量法――即恰当地扩展系统的控制输入与输出,成功地克服了上述难点。以此为基础,针对机械臂惯性参数不确定与末端抓手持有载荷参数未知的情况下,设计了自由漂浮双臂空间机器人系统关节轨迹跟踪的自适应鲁棒性联合控制方案。系统数值仿真,证实了上述控制方案的有效性。 展开更多

关键词 自由漂浮双臂空间机器人 增广变量法 关节轨迹 自适应鲁棒性联合控制

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力矩受限双臂空间机器人轨迹跟踪与控制 被引量：6

9

作者 时存 古思勇 王莹 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第11期275-278,283,共5页

实际工程中自由漂浮双臂空间机器人的关节控制输入力矩幅值受限条件会导致常用控制方法失效,针对此条件下的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于状态依赖Riccati方程的优化控制方法。首先,借助增广变量法,将双臂空间机器人系统动力学方程... 实际工程中自由漂浮双臂空间机器人的关节控制输入力矩幅值受限条件会导致常用控制方法失效,针对此条件下的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于状态依赖Riccati方程的优化控制方法。首先,借助增广变量法,将双臂空间机器人系统动力学方程扩展描述成以各关节角度和角速度为状态变量的伪线性表达形式,获得SDC(State-dependent Coefficient)矩阵;其次,基于状态依赖Riccati方程,选取一组合适的权值矩阵,设计优化跟踪控制器;然后,在控制器中加入饱和约束,以解决实际应用过程中关节控制器输入力矩幅值受限的问题;SDRE稳定性引理保证了所设计控制器的渐进稳定性;数值仿真结果验证所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 双臂空间机器人 力矩幅值受限 状态依赖Riccati方程 增广变量法 优化跟踪控制器

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带滑移铰空间机械臂惯性空间轨迹的复合自适应跟踪控制 被引量：31

10

作者 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期60-67,共8页

讨论了载体的位置与姿态均不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂的控制问题.动力学分析表明,结合系统动量及动量矩守恒关系得到的运动Jacobi关系及系统动力学方程将是系统惯性参数的非线性函数.借助于增广变量法,我们得到了与惯性参数呈... 讨论了载体的位置与姿态均不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂的控制问题.动力学分析表明,结合系统动量及动量矩守恒关系得到的运动Jacobi关系及系统动力学方程将是系统惯性参数的非线性函数.借助于增广变量法,我们得到了与惯性参数呈线性关系的系统广义Jacobi矩阵及系统控制方程.以此为基础,针对系统中存在未知惯性参数的情况,设计了一种末端抓手惯性空间期望轨迹跟踪的复合自适应控制方案,此控制方案的优点在于不需要测量空间机械臂载体的位置及移动的速度、加速度.仿真运算证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 带滑移铰空间机械臂 惯性空间轨迹 复合自适应跟踪控制 国际空间站 增广变量法

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参数不确定空间机械臂系统的鲁棒自适应混合控制 被引量：24

11

作者 陈力 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期512-516,共5页

讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机械臂系统的控制问题.对系统运动学、动力学的分析结果表明,结合系统动量守恒及动量矩守恒关系得到的系统广义Jacobi关系以及系统的动力学方程是系统惯性参数的非线性函数.证明了借助于增... 讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机械臂系统的控制问题.对系统运动学、动力学的分析结果表明,结合系统动量守恒及动量矩守恒关系得到的系统广义Jacobi关系以及系统的动力学方程是系统惯性参数的非线性函数.证明了借助于增广变量法可以将系统的增广广义Jacobi矩阵及系统动力学方程表示为一组适当选择的(组合)惯性参数的线性函数.以此为基础,针对系统惯性参数不确定的情况,设计了空间机械臂末端抓手跟踪惯性空间期望轨迹的鲁棒自适应混合控制方案.仿真运算结果证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂系统 增广变量法 鲁棒自适应混合控制

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漂浮基空间机械臂关节运动的一种鲁棒控制方案 被引量：2

12

作者 陈力 张晓东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第5期774-776,779,共4页

讨论了载体的位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机械臂的控制问题。系统动力学分析表明 ,此类系统的动力学是将为系统惯性参数的非线性函数。本文借助于增广变量法 ,即适当地扩展系统的控制输入与输出 ,得到了一组与适当选择的惯性参数... 讨论了载体的位置与姿态均不受控制的漂浮基空间机械臂的控制问题。系统动力学分析表明 ,此类系统的动力学是将为系统惯性参数的非线性函数。本文借助于增广变量法 ,即适当地扩展系统的控制输入与输出 ,得到了一组与适当选择的惯性参数呈线性关系的系统控制方程。以此为基础 ,针对机械臂所持载荷参数不确定但误差范围可确定的情况 ,设计了一种关节运动的鲁棒控制方案。此控制方案的优点在于不需要测量漂浮基的位置、移动速度及移动加速度 ,因此更便于实时应用。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 增广变量法 鲁棒控制

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自由浮动空间机器人系统联体坐标系内轨迹的自适应跟踪控制 被引量：9

13

作者 陈力 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第1期32-34,38,共4页

讨论了载体的位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机器人系统的控制问题。根据系统动量守恒关系 ,得到了与系统惯性参数呈线性关系的系统动力学方程。以此为基础并结合增广变量法 ,设计了系统参数未知情况下空间机器人末端抓手跟踪联体... 讨论了载体的位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机器人系统的控制问题。根据系统动量守恒关系 ,得到了与系统惯性参数呈线性关系的系统动力学方程。以此为基础并结合增广变量法 ,设计了系统参数未知情况下空间机器人末端抓手跟踪联体坐标系内期望运动轨迹的自适应控制方法。提出的方法具有不需要测量、反馈载体的位置、移动速度及移动加速度的优点。仿真运算证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 自由浮动空间机器人 增广变量法 自适应跟踪控制

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基于SDRE控制的双臂空间机器人轨迹优化跟踪 被引量：1

14

作者 顾建华 孙翠玲 贲能军 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第5期230-234,共5页

针对自由漂浮双臂空间机器人惯性参数未知的问题,提出了一种基于状态依赖Riccati方程的两级优化控制方法。首先,基于扩展机械臂方法建立双臂空间机器人自由漂浮状态下的关节空间动力学模型;而后将标称状态变量和实际状态变量作为标称动... 针对自由漂浮双臂空间机器人惯性参数未知的问题,提出了一种基于状态依赖Riccati方程的两级优化控制方法。首先,基于扩展机械臂方法建立双臂空间机器人自由漂浮状态下的关节空间动力学模型;而后将标称状态变量和实际状态变量作为标称动力学方程的反馈输入量,借助增广变量法,分别得到空间机器人关于关节角度和角速度的类线性标称状态方程和实际状态方程;根据标称状态方程设计离线标称SDRE控制器,并建立其与实际状态方程的误差模型;由此进一步设计在线补偿SDRE控制器补偿标称控制器的跟踪误差。SDRE稳定性引理保证了所设计控制器的渐进稳定性;数值仿真结果验证所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 惯性参数未知 双臂空间机器人 状态依赖Riccati方程 两级优化控制 增广变量法

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自由漂浮双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制 被引量：3

15

作者 林成金 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期757-764,共8页

针对末端所持载荷参数未知的自由漂浮双臂空间机器人系统,提出了基于速度滤波器的鲁棒控制方法.利用拉格朗日方法进行运动学及动力学分析,建立了双臂空间机器人系统欠驱动形式的动力学模型.借助于增广变量法,证明了可将空间机器人系统... 针对末端所持载荷参数未知的自由漂浮双臂空间机器人系统,提出了基于速度滤波器的鲁棒控制方法.利用拉格朗日方法进行运动学及动力学分析,建立了双臂空间机器人系统欠驱动形式的动力学模型.借助于增广变量法,证明了可将空间机器人系统的增广广义Jacobi矩阵及动力学方程表示为一组组合惯性参数的线性函数.在此基础上引入速度滤波器,设计了双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制方案.该速度滤波器可利用实测位置误差生成末端爪手的伪速度信号,有效避免了相关速度信号的实时测量与反馈.该方案的显著优点在于,不需要测量、反馈末端爪手的移动速度和加速度,同时有效消除了控制过程中的抖振现象.平面自由漂浮双臂空间机器人系统的数值仿真验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 自由漂浮双臂空间机器人 速度滤波器 鲁棒控制 增广变量法 惯性空间

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