不确定机械臂系统的模糊滑模有限时间容错控制

1

作者 朱玉强 刘振 +1 位作者 朱全民 高存臣 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1257-1264,共8页

针对带有执行器故障的不确定机械臂系统,文中提出了一种基于模糊滑模的自适应有限时间容错控制方法,以保证系统模型未知和外界扰动存在下期望轨迹的精确跟踪.首先,采用模糊逻辑系统对模型参数和外界扰动进行逼近,以避免对系统精确模型... 针对带有执行器故障的不确定机械臂系统,文中提出了一种基于模糊滑模的自适应有限时间容错控制方法,以保证系统模型未知和外界扰动存在下期望轨迹的精确跟踪.首先,采用模糊逻辑系统对模型参数和外界扰动进行逼近,以避免对系统精确模型的依赖.其次,利用自适应算法对故障信号、模糊逻辑系统逼近误差进行估计,进而给出一种新的自适应模糊滑模控制器设计,不仅能够较好地抑制系统的外界未知扰动,保证闭环系统自适应参数估计误差的有界性,而且可有效地克服执行器故障信号对机械臂跟踪性能的影响.进一步地,给出了系统滑模面的可达性分析,并结合有限时间稳定性理论,证明了系统位置跟踪误差信号可在有限时间内收敛到以零为中心的任意小邻域内,然后指数收敛到零.最后,仿真结果表明,在所设计的控制方法下,闭环系统可实现较好的稳态和瞬态性能. 展开更多

关键词 机械臂系统 有限时间收敛 滑模控制 模糊逻辑系统 执行器故障

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于观测器的单连杆机械臂系统模糊记忆控制

2

作者 刘珊中 张亚平 蒋振华 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期45-54,共10页

针对具有非线性、混合时滞、外部扰动以及参数不确定性的单连杆机械臂系统,建立T-S模糊统一模型。为应对无法直接测量系统状态而引起的状态不可完全获取问题,设计状态观测器对系统状态进行估计。在此基础之上,结合模糊记忆控制器将历史... 针对具有非线性、混合时滞、外部扰动以及参数不确定性的单连杆机械臂系统,建立T-S模糊统一模型。为应对无法直接测量系统状态而引起的状态不可完全获取问题,设计状态观测器对系统状态进行估计。在此基础之上,结合模糊记忆控制器将历史状态信息融入控制策略,以优化系统的动态性能。进而构建包含时滞上下界信息的Lyapunov-Krasovskii泛函,推导出保守性较低的稳定判据,确保系统满足H_(∞)性能。最后,仿真实验结果表明,该方法在复杂动态环境中能有效降低建模保守性且鲁棒控制性能良好。 展开更多

关键词 T-S模糊系统 记忆控制器 观测器 单连杆机械臂系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于观测器的人在环多机械臂系统预设性能二分一致性 被引量：4

3

作者 刘沛明 郭祥贵 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1761-1771,共11页

研究通讯拓扑为符号有向图的人在环多机械臂系统的预设性能二分一致性跟踪控制问题.为在预设时间内收敛到预设精度,提出一种基于观测器的预设性能控制策略.首先,设计预设时间和精度的观测器以估计领导者的输出信息,通过合作/竞争信息交... 研究通讯拓扑为符号有向图的人在环多机械臂系统的预设性能二分一致性跟踪控制问题.为在预设时间内收敛到预设精度,提出一种基于观测器的预设性能控制策略.首先,设计预设时间和精度的观测器以估计领导者的输出信息,通过合作/竞争信息交互实现观测器输出的二分一致性.该观测器不需要领导机械臂的输入信息及输出信息的高阶导数,并通过无芝诺行为的事件触发机制降低不同机械臂间的通讯负担.其次,通过反步法及误差转化法将有约束的机械臂输出跟踪问题转化为无约束的误差系统稳定性问题,进而基于观测器输出设计机械臂的输出调节控制器.值得一提的是,设计的控制策略不需要系统初始状态的先验知识且避免了预设时刻控制增益无穷大的现象,增强了系统的可靠性.最后,仿真结果表明所提控制策略的可行性及优越性. 展开更多

关键词 多机械臂系统 二分一致性 预设时间和精度 人在环控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

时变输出约束机械臂系统渐近跟踪控制 被引量：3

4

作者 常太群 赵林 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第1期72-76,共5页

针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非... 针对非对称时变输出约束的机械臂系统,提出了一种基于事件触发的自适应渐近跟踪控制策略。首先,采用自适应命令滤波反步方法,解决了“计算爆炸”问题;同时,利用时变非对称李雅普诺夫函数,可以保证闭环系统的渐近稳定性且系统状态满足非对称时变约束条件;此外,自适应渐近跟踪控制可以保证在存在不匹配扰动的情况下,跟踪误差渐近收敛于零。该控制器设计采用了事件触发控制策略,在必要时产生控制输入,减少通信负担,提高了控制性能;最后,通过对非对称时变约束下的双连杆机械臂系统进行仿真,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 机械臂系统 渐近跟踪控制 命令滤波反步 事件触发控制 非对称时变约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类空间机械臂系统的自适应控制与鲁棒控制 被引量：12

5

作者 陈力 刘延柱 吴文龙 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期71-75,共5页

讨论载体位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机械臂系统的控制问题 .基于增广静态反馈控制模型 ,提出当载荷参数不确定时空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的自适应和鲁棒控制方法 ,通过仿真运算 ,证实了方法的有效性 .

关键词 机械臂系统 动力学 自适应控制 鲁棒控制 航天器

在线阅读 下载PDF 职称材料

参数不确定空间机械臂系统的自适应鲁棒性联合控制 被引量：8

6

作者 陈力 刘延柱 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期96-100,共5页

本文讨论载体位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机械臂系统的控制问题。基于增广变量法，提出当机械臂与载荷参数均不确定时自由浮动空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的自适应鲁棒性联合控制方法。通过仿真运算， 证实了方法的有效性。

关键词 浮动空间 机械臂系统 自适应 鲁棒性 联合控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

参数不确定空间机械臂系统的变结构鲁棒控制 被引量：12

7

作者 陈力 刘延柱 吴文龙 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期174-179,共6页

本文讨论载体位置与姿态均无控的空间机械臂的控制问题．基于增广静态反馈控制模型，提出当载荷参数存在不确定性时空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的变结构鲁棒控制方法．通过仿真运算，证实了方法的有效性．

关键词 空间 机械臂系统 多刚体系统 变结构鲁棒控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

多关节移动机械臂系统的快速终端滑模控制 被引量：4

8

作者 彭伟 雷辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第10期79-84,共6页

为了实现多关节移动机械臂系统在机械摩擦和模型误差等干扰下的精确控制,提出了快速终端滑模控制方法。首先建立了移动机械臂系统动力学和运动学模型,然后设计了运动环控制律,并将移动机械臂系统的运动指令转换为动力指令,最后针对动力... 为了实现多关节移动机械臂系统在机械摩擦和模型误差等干扰下的精确控制,提出了快速终端滑模控制方法。首先建立了移动机械臂系统动力学和运动学模型,然后设计了运动环控制律,并将移动机械臂系统的运动指令转换为动力指令,最后针对动力环设计了快速终端滑模控制律,并通过自适应神经网络进行干扰估计,实现了对多关节移动机械臂系统的精确控制。仿真实验结果表明,提出的方法具有更好的快速性和准确性,移动平台的最大跟踪误差仅为0.8 cm,关节末端的最大跟踪误差仅为0.3 cm,干扰估计的最大误差为0.2 N·m,控制效果和精度均得到了明显的提升。 展开更多

关键词 多关节移动机械臂系统 机械摩擦 模型误差 快速终端滑模控制 干扰估计

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

9

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类机械臂系统自适应有限时间有界H_(∞)跟踪控制 被引量：17

10

作者 李小华 杨瑞芳 +1 位作者 刘辉 何帅 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期147-156,共10页

考虑一种电机驱动的单连杆机械臂系统在受到输出约束时的自适应有限时间H∞跟踪控制问题.一个有限时间有界H∞性能的新概念被提出,并结合障碍Lyapunov函数(BLF)、神经网络自适应技术、有限时间控制理论和H_(∞)控制理论,提出了一种该系... 考虑一种电机驱动的单连杆机械臂系统在受到输出约束时的自适应有限时间H∞跟踪控制问题.一个有限时间有界H∞性能的新概念被提出,并结合障碍Lyapunov函数(BLF)、神经网络自适应技术、有限时间控制理论和H_(∞)控制理论,提出了一种该系统在输出受限条件下的自适应神经有限时间有界H_(∞)跟踪控制器设计方法,避免了许多有限时间控制文献中控制器设计时出现的奇点问题,实现了该机械臂系统的有限时间有界H_(∞)轨迹跟踪控制.所设计的控制器保证了系统跟踪误差能够被约束在预先给定的范围内,并且所有状态能在有限时间内收敛到平衡状态的邻域内,同时对外部扰动具有H_(∞)性能.仿真结果验证了所设计控制器的有效性和优越性. 展开更多

关键词 电机驱动单连杆机械臂系统 障碍Lyapunov函数(BLF) 有限时间控制 有界H_(∞)控制 自适应控制 跟踪控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进动态面技术的机械臂系统容错优化 被引量：2

11

作者 刘世平 金向杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第4期65-69,共5页

为了提高机械臂系统的控制精度,建立了包含外界干扰、执行器失效故障和模型误差等不确定性的机械臂系统运动模型,通过引入动态面误差来构建改进动态面,设计了自适应律来补偿不确定性和执行器失效故障,从而提出了基于改进动态面技术的容... 为了提高机械臂系统的控制精度,建立了包含外界干扰、执行器失效故障和模型误差等不确定性的机械臂系统运动模型,通过引入动态面误差来构建改进动态面,设计了自适应律来补偿不确定性和执行器失效故障,从而提出了基于改进动态面技术的容错控制方法,并进行了稳定性分析。实验结果表明:提出的容错控制方法与传统动态面容错控制方法相比,具有更快的响应速度和更高的控制精度,在0.35 s内可稳定准确地跟踪指令信号,鲁棒控制误差和容错控制误差分别仅为0.01 rad和0.05 rad,实现了包容不确定性和执行器故障的高精度容错控制。 展开更多

关键词 机械臂系统 执行器故障 不确定性 改进动态面 容错控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制 被引量：13

12

作者 孙敬陶 王耀南 +2 位作者 谭建豪 钟杭 李瑞涵 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期505-515,共11页

旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立... 旋翼飞行机械臂是一种具有强耦合特性的机器人系统,借助视觉进行自主作业还存在诸多问题,如实时深度估计、目标极易丢失以及目标笛卡尔空间模型重建等.本文针对传统的基于图像与基于位置的视觉伺服的缺陷以及系统自身欠驱动等问题,建立了运动学模型和提出了基于力平衡原理的动力学联合建模,并通过欧几里得单应性矩阵分解设计出旋翼飞行机械臂系统的混合视觉伺服控制方法,在图像空间控制平移、笛卡尔空间控制旋转,减弱了平移与旋转之间的相互影响实现解耦效果,改善了系统对非结构因素的抗扰性能和全局稳定性.通过仿真和实验检验了系统鲁棒性和算法优越性. 展开更多

关键词 旋翼飞行机械臂系统 动力学联合建模 欧几里得重建 视觉伺服 手眼系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

水下机器人-机械臂系统的滑模自抗扰控制 被引量：5

13

作者 李小岗 王红都 +1 位作者 黎明 刘鑫 《海洋科学》 CAS 北大核心 2020年第9期130-138,共9页

针对水下机器人机械臂系统的强耦合、强非线性、复杂海洋多源干扰等因素影响,提出了滑模自抗扰控制器,将复杂系统模型转变为简单的积分串联系统,将内部参数不确定性、测量误差、建模误差和海洋多源干扰等扰动归结为总扰动,并采用线性扩... 针对水下机器人机械臂系统的强耦合、强非线性、复杂海洋多源干扰等因素影响,提出了滑模自抗扰控制器,将复杂系统模型转变为简单的积分串联系统,将内部参数不确定性、测量误差、建模误差和海洋多源干扰等扰动归结为总扰动,并采用线性扩张观测器对其进行估计并抵消。利用滑模控制器提高系统对参数摄动的不敏感性,增强控制系统的抗干扰性能,通过李雅普诺夫理论分析了控制系统的有界稳定性。仿真结果表明滑模自抗扰与传统滑模控制和自抗扰控制相比,能使水下机器人机械臂实现更好的轨迹跟踪,且系统具有更好的抗干扰能力。 展开更多

关键词 水下机器人-机械臂系统 自抗扰控制 线性扩张状态观测器 变结构滑模控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

机械臂系统快速有限时间有界H_(∞)量化跟踪控制 被引量：5

14

作者 杨伊 李小华 杨瑞芳 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期61-71,共11页

针对量化输入的电机驱动机械臂系统,研究其快速有限时间有界H_(∞)量化跟踪控制问题,设计基于指令滤波的神经网络快速有限时间有界H_(∞)量化跟踪控制器.采用指令滤波技术解决backstepping方法的“微分爆炸”问题,且避免有限时间控制设... 针对量化输入的电机驱动机械臂系统,研究其快速有限时间有界H_(∞)量化跟踪控制问题,设计基于指令滤波的神经网络快速有限时间有界H_(∞)量化跟踪控制器.采用指令滤波技术解决backstepping方法的“微分爆炸”问题,且避免有限时间控制设计中出现奇点.仿真结果表明该控制器具有有效性.研究结果能为机械臂系统的抗干扰设计提供理论指导. 展开更多

关键词 机械臂系统 量化输入 指令滤波 快速有限时间控制 有界H_(∞)控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

多机械臂系统分布式主从同步控制算法与仿真 被引量：1

15

作者 赵阁 赵东亚 +2 位作者 赵永瑞 崔宝华 赵文博 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第4期99-104,共6页

针对多机械臂系统同步控制问题,提出一种分布式多机械臂同步控制算法。运用通信拓扑学的知识,定义主从机械臂间同步误差;基于无向图放松约束条件,设计同步控制算法;根据李雅普诺夫函数进行了稳定性分析。2自由度多机械臂系统仿真表明:... 针对多机械臂系统同步控制问题,提出一种分布式多机械臂同步控制算法。运用通信拓扑学的知识,定义主从机械臂间同步误差;基于无向图放松约束条件,设计同步控制算法;根据李雅普诺夫函数进行了稳定性分析。2自由度多机械臂系统仿真表明:应用该控制算法,主从机械臂间的同步误差能渐近收敛到零;与集中式同步控制相比具有更高的稳定性。 展开更多

关键词 多机械臂系统 主从控制 通信拓扑 同步误差 同步控制 分布式控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

多机械臂系统无模型自适应神经网络同步控制 被引量：9

16

作者 张佳舒 张烨 赵东亚 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期110-119,共10页

针对模型未知的多机械臂系统,利用多个独立的RBF神经网络,对每个子机械臂系统进行逼近,基于图论原理定义了每个子系统之间的同步耦合关系,结合滑模控制方法设计出一种机械臂无模型自适应同步控制器。通过神经网络权值的不断在线迭代过程... 针对模型未知的多机械臂系统,利用多个独立的RBF神经网络,对每个子机械臂系统进行逼近,基于图论原理定义了每个子系统之间的同步耦合关系,结合滑模控制方法设计出一种机械臂无模型自适应同步控制器。通过神经网络权值的不断在线迭代过程,随机械臂工作任务的变化可以实现对其动力学模型的实时逼近,摆脱了数学模型的限制,扩大了控制器的应用范围,在初始误差较大的情况下也可以保证对期望轨迹实现快速跟踪,并且系统在载荷发生改变等不确定的情况下依然能够实现同步,提高了控制器的鲁棒性。最后通过Lyapunov稳定性分析和Matlab仿真对所设计的同步控制器进行了验证。 展开更多

关键词 多机械臂系统 RBF神经网络 同步控制 滑模控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分布式控制的即插即用机械臂系统

17

作者 张彦俊 苏剑波 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期49-53,共5页

提出了将即插即用技术与嵌入分布式控制系统应用于小型通用机械臂系统的方法,详细介绍了基于此方法研制的Rinar机械臂系统.该机械臂由个人计算机(PC)通过通用串口总线(USB)接口控制,支持热插拔,内部采用PID算法进行运动控制.实验显示,Ri... 提出了将即插即用技术与嵌入分布式控制系统应用于小型通用机械臂系统的方法,详细介绍了基于此方法研制的Rinar机械臂系统.该机械臂由个人计算机(PC)通过通用串口总线(USB)接口控制,支持热插拔,内部采用PID算法进行运动控制.实验显示,Rinar能快速响应用户指令,运动性能良好,证明了通过USB接口与嵌入式分布式控制机构对机械臂进行控制的可行性和有效性. 展开更多

关键词 机械臂系统 分布式控制 即插即用技术 个人计算机 PID算法 USB接口 系统应用 详细介绍 接口控制 运动控制 快速响应 运动性能 控制机构 热插拔 嵌入式 通用 总线 串口 指令

在线阅读 下载PDF 职称材料

我国空间站机械臂系统方案通过评估

18

《航天器工程》 2011年第5期124-124,共1页

据中国航天网2011年7月29日报道，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院总体部承担研制攻关任务的我国空间站机械臂系统方案，已顺利通过综合评估，其系统功能满足空间站总体要求，技术指标满足任务需要，关键技术识别准确，... 据中国航天网2011年7月29日报道，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院总体部承担研制攻关任务的我国空间站机械臂系统方案，已顺利通过综合评估，其系统功能满足空间站总体要求，技术指标满足任务需要，关键技术识别准确，提出的攻关途径合理可行。 展开更多

关键词 机械臂系统 综合评估 空间站 中国空间技术研究院 中国航天科技集团公司 技术指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

执行器故障下机械臂有限时间容错控制

19

作者 曹胜杰 吴海 +1 位作者 程壹涛 任泽生 《现代制造工程》 北大核心 2025年第5期82-90,共9页

针对机械臂系统执行器故障,并考虑外界干扰和执行器输入饱和问题,设计了一种基于扩张状态观测器的滑模容错控制策略。首先,采用扩张状态观测器估计包括故障在内的复合干扰,该扩张状态观测器不依赖于全部状态可测和数学模型,可以准确地... 针对机械臂系统执行器故障,并考虑外界干扰和执行器输入饱和问题,设计了一种基于扩张状态观测器的滑模容错控制策略。首先,采用扩张状态观测器估计包括故障在内的复合干扰,该扩张状态观测器不依赖于全部状态可测和数学模型,可以准确地估计外界干扰和执行器故障。针对执行器的输入饱和问题,设计了一种非线性抗饱和补偿器实时补偿输入的饱和溢出效应;然后,提出了一种基于非奇异终端滑模的有限时间控制器实现了对机械臂系统的精准控制,该滑模变量的收敛时间有界且与系统初始状态无关。基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的有限时间稳定性;最后,通过与文献中将扩张状态观测器与边界层技术结合的控制方法进行仿真对比,验证了所提控制器的优越性。 展开更多

关键词 机械臂系统 执行器故障 扩张状态观测器 滑模控制 有限时间

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有边界值未知控制增益和输出约束的多机械臂有限时间控制

20

作者 李绍宇 王福杰 +4 位作者 钟金明 李醒 郭芳 秦毅 孙泽文 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第9期1827-1837,共11页

针对具有边界值未知控制增益和输出全状态约束的多机械手协同搬运系统,提出一种基于积分障碍Lyapunov函数和径向基函数神经网络的鲁棒有限时间分布式自适应控制算法.该算法采用自适应径向基函数神经网络逼近系统的未知项,利用积分型障碍... 针对具有边界值未知控制增益和输出全状态约束的多机械手协同搬运系统,提出一种基于积分障碍Lyapunov函数和径向基函数神经网络的鲁棒有限时间分布式自适应控制算法.该算法采用自适应径向基函数神经网络逼近系统的未知项,利用积分型障碍Lyapunov函数保证输出的位置和速度信号不违背约束,并通过包含控制增益未知下确界的Lyapunov函数和在控制律中引入辅助项调节参数,在无需获取边界值信息的情况下实现了对未知控制增益的补偿.最后,结合有限时间稳定理论和反步式控制框架,实现了系统的位置、速度和内力误差在有限时间内有界收敛. 展开更多

关键词 未知控制增益 多机械臂系统 积分障碍Lyapunov函数 有时间控制

在线阅读 下载PDF 职称材料