基于径向基函数神经网络的空间漂浮机械臂装配控制 被引量：10

1

作者 刘育强 魏庆生 +2 位作者 李浩然 魏承 赵阳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期831-836,共6页

针对空间漂浮机械臂在轨装配中动力学模型失准、待装配模块质量特性未知情况下的精确控制问题,本文提出了一种基于径向基函数神经网络补偿控制的装配方法。给出空间漂浮装配机械臂的构型设计及动力学模型描述,设计了一种基于径向基函数... 针对空间漂浮机械臂在轨装配中动力学模型失准、待装配模块质量特性未知情况下的精确控制问题,本文提出了一种基于径向基函数神经网络补偿控制的装配方法。给出空间漂浮装配机械臂的构型设计及动力学模型描述,设计了一种基于径向基函数神经网络原理的补偿控制率,进行了稳定性与收敛性分析,推导出基于径向基函数神经网络神经网络的空间漂浮基座机械臂装配控制自适应律。不同工况下的在轨装配仿真案例表明:基于径向基函数神经网络原理补偿的控制方法能够控制机械臂末端执行器在未知特性大负载作用下快速准确地跟踪期望轨迹,而不进行补偿时控制器性能下降严重、甚至失效。所提出装配控制方法具有较强的工程实用价值,能为未来空间装配任务提供有效借鉴。 展开更多

关键词 空间机械臂 空间应用 动力学模型 控制系统分析 控制系统稳定性 神经网络 装配技术 仿真分析 径向基函数

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漂浮基柔性空间机械臂的模糊H_∞鲁棒控制及柔性振动最优控制 被引量：6

2

作者 张丽娇 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期2447-2452,共6页

讨论了存在外界干扰情况下漂浮基柔性空间机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题。结合系统动量守恒关系和拉格朗日方法建立了系统动力学模型。采用奇异摄动法的双时标分解方法,将系统分解描述为关节轨迹跟踪的慢变子系统与描述柔性杆件振动... 讨论了存在外界干扰情况下漂浮基柔性空间机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题。结合系统动量守恒关系和拉格朗日方法建立了系统动力学模型。采用奇异摄动法的双时标分解方法,将系统分解描述为关节轨迹跟踪的慢变子系统与描述柔性杆件振动的快变子系统。针对慢变子系统,设计了自适应模糊H_∞控制算法,用模糊逻辑系统去逼近系统的不确定项;同时,设计了H_∞鲁棒控制项,用它克服模糊逼近误差和外界干扰对输出跟踪误差的影响。针对快变子系统,采用线性二次最优控制方法主动抑制,以保证系统的稳定性。基于Lyapunov稳定性理论证明了该算法可确保控制系统是渐近稳定的。系统仿真结果说明了控制器的可靠性和有效性,所设计的控制方案使得系统的跟踪误差及柔性振动快速收敛。 展开更多

关键词 漂浮基柔性空间机械臂 奇异摄动法 自适应模糊 H∞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

3

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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基于RBF神经元网络的漂浮基空间机械臂关节运动自适应控制方法 被引量：4

4

作者 郭益深 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第20期2463-2468,共6页

讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机械臂关节运动的控制问题。由拉格朗日第二类方法及系统动量、动量矩守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程。以此为基础,借助于RBF神经网络技术、Ge-Lee(GL)... 讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机械臂关节运动的控制问题。由拉格朗日第二类方法及系统动量、动量矩守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程。以此为基础,借助于RBF神经网络技术、Ge-Lee(GL)矩阵及其乘积算子定义,对漂浮基空间机械臂进行了神经网络系统建模;针对空间机械臂系统所有惯性参数均未知的情况,设计了漂浮基空间机械臂关节运动的自适应神经网络控制方案。提出的控制方案不要求系统动力学方程具有通常的关于惯性参数的线性性质,且无需预知系统惯性参数的任何信息,也无需对神经网络进行离线训练、学习,此外,由于充分利用了空间机械臂的系统动力学特性,因此在控制过程中不需要反馈、测量漂浮基的位置、移动速度、移动加速度以及姿态转角的角速度、角加速度。一个平面两杆漂浮基空间机械臂的系统数值仿真证实了该方案的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 RBF神经元网络 GL矩阵及其乘积算子 关节运动 自适应控制

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漂浮基姿态受控空间机械臂关节运动的自适应神经网络控制 被引量：5

5

作者 郭益深 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期173-179,共7页

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,空间机械臂姿态及关节协调运动的自适应神经网络控制问题.由拉格朗日第二类方法及系统动量守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂的系统动力学方程.以此为基础,借助于RBF神经网络技术和GL矩阵及乘积算子... 讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,空间机械臂姿态及关节协调运动的自适应神经网络控制问题.由拉格朗日第二类方法及系统动量守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂的系统动力学方程.以此为基础,借助于RBF神经网络技术和GL矩阵及乘积算子定义,对空间机械臂系统进行了神经网络系统建模;之后针对空间机械臂所有惯性参数未知的情况,设计了空间机械臂载体姿态与机械臂各关节协调运动的自适应神经网络控制方案.提出的控制方案不要求系统动力学方程具有关于惯性参数的线性性质,且无需预知系统惯性参数的任何信息,也无需对神经网络进行离线训练和学习,因此更适于实时应用.通过对一个平面两杆自由漂浮空间机械臂系统的数值仿真,证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂系统 RBF神经网络 GL矩阵及乘积算子 自适应神经网络控

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具有未知载荷参数的漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊自适应补偿控制 被引量：4

6

作者 梁捷 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期338-345,共8页

讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下,漂浮基空间机械臂载体姿态及机械臂关节协调运动的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程.以此为基础,针对空间机械臂末端爪... 讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下,漂浮基空间机械臂载体姿态及机械臂关节协调运动的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程.以此为基础,针对空间机械臂末端爪手所持载荷参数未知的情况,设计了一种基于标称计算力矩控制器附加模糊自适应补偿控制器的复合控制方案,即通过模糊自适应补偿控制器来弥补系统未知参数对标称计算力矩控制器的影响,以确保存在未知系统参数情况下整个闭环控制系统的渐近稳定性.文中提到的控制方案能够有效地控制漂浮基空间机械臂的载体姿态及机械臂关节,可以协调地完成期望的轨迹运动,并具有不需要反馈和测量空间机械臂载体的位置、移动速度、移动加速度,同时也不要求系统动力学方程关于系统惯性参数呈线性函数关系的显著优点.通过系统数值仿真证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 姿态、关节协调运动 标称计算力矩控制器 模糊自适应补偿控制

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控制力矩受限情况下漂浮基空间机械臂基于饱和速度滤波器的自适应控制方法 被引量：3

7

作者 谢立敏 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期213-218,共6页

讨论了控制力矩受限且系统参数不确定情况下,载体位置不受控、姿态受控的漂浮基空间机械臂系统的智能控制问题.运用系统动量守恒关系和拉格朗日方程建立系统的动力学方程.针对控制力矩受限和机械臂末端爪手所抓持的载荷参数不确定的情况... 讨论了控制力矩受限且系统参数不确定情况下,载体位置不受控、姿态受控的漂浮基空间机械臂系统的智能控制问题.运用系统动量守恒关系和拉格朗日方程建立系统的动力学方程.针对控制力矩受限和机械臂末端爪手所抓持的载荷参数不确定的情况,设计了一种基于饱和速度滤波器的自适应控制方法.该控制方法运用自适应调节规律有效地克服了系统不确定参数对控制精度的影响;运用双曲函数限制控制力矩的幅值大小,使其更符合空间实际的要求.此外,速度滤波器的运用使得在控制过程中不需要测量和反馈系统的速度信号,从而使得控制更加简单易行.仿真结果证明了所提出控制方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 控制力矩受限 参数不确定 速度滤波器 自适应控制

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漂浮基空间机械臂基于速度滤波器的鲁棒控制 被引量：2

8

作者 洪昭斌 陈力 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期367-371,389,共6页

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,自由漂浮空间机械臂基于速度滤波器的姿态、关节协调运动鲁棒跟踪控制问题。系统动力学分析的结果表明,结合系统总质心定义得到的系统动力学方程为系统惯性参数的线性函数,而由动力学方程得到的... 讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,自由漂浮空间机械臂基于速度滤波器的姿态、关节协调运动鲁棒跟踪控制问题。系统动力学分析的结果表明,结合系统总质心定义得到的系统动力学方程为系统惯性参数的线性函数,而由动力学方程得到的控制方程系数也可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。以此为基础,针对末端抓取载荷未知及仅有精确姿态、关节位置反馈的情况下,利用速度滤波器生成关节空间的伪速度,设计了基于伪速度的关节轨迹鲁棒跟踪控制方案。该控制方案的显著优点为不需要测量、反馈漂浮基的位置、移动速度、移动加速度和载体姿态及各关节铰的转动速度、转动加速度。系统的数值仿真,证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 速度滤波器 鲁棒控制 协调运动

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漂浮基柔性两杆空间机械臂的关节运动鲁棒控制与柔性振动最优控制 被引量：6

9

作者 于潇雁 陈力 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期144-149,共6页

讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,具有有界干扰及有界未知参数的漂浮基柔性两杆空间机械臂的具有鲁棒性的关节运动控制与柔性振动最优控制算法设计问题。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到漂浮基柔... 讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,具有有界干扰及有界未知参数的漂浮基柔性两杆空间机械臂的具有鲁棒性的关节运动控制与柔性振动最优控制算法设计问题。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到漂浮基柔性两杆空间机械臂系统的动力学方程。通过合理选择联体坐标系与利用奇异摄动理论,实现了两个柔性杆柔性振动之间、关节运动与两柔性杆柔性振动的解耦,得到了柔性两杆空间机械臂的慢变子系统与柔性臂快变子系统。针对两个子系统设计相应的控制规律,即增广鲁棒慢变子系统控制律与柔性臂快变子系统最优控制律,这两个相应的子系统控制规律综合到一起构成飘浮基柔性两杆空间机械臂总的关节运动与臂柔性振动控制的组合控制律。系统的数值仿真证实了方法的有效性。该控制方案不需要直接测量漂浮基的位置、移动速度和移动加速度。 展开更多

关键词 飘浮基柔性两杆空间机械臂 奇异摄动理论 增广法 鲁棒控制 关节运动控制 振动最优控制

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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

10

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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漂浮基空间机械臂基于双向映射神经元网络的逆运动学控制 被引量：2

11

作者 黄登峰 陈力 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期253-258,共6页

基于双向映射神经元网络,讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机械臂的运动学控制问题。为此,根据系统几何关系,结合系统动量守恒、动量矩守恒关系,分析、建立了空间机械臂的广义运动雅可比关系。以此为基础,利用双向映射... 基于双向映射神经元网络,讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机械臂的运动学控制问题。为此,根据系统几何关系,结合系统动量守恒、动量矩守恒关系,分析、建立了空间机械臂的广义运动雅可比关系。以此为基础,利用双向映射神经元网络及李雅普诺夫直接方法,设计了一种收敛的空间机械臂逆运动学控制方法,以控制空间机械臂的末端位姿朝着惯性空间的期望位姿点运动。提出的控制方法的突出优点在于:既不需要确切知道空间机械臂运动雅可比矩阵的具体结构,也不需要了解系统动力学参数的相关信息。一个作平面运动的自由漂浮两杆空间机械臂系统的数值仿真,证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 双向映射神经元网络 逆运动学控制

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具有外部扰动的漂浮基空间机械臂姿态与关节协调运动的Terminal滑模控制 被引量：1

12

作者 郭益深 陈力 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第11期1296-1300,共5页

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的控制问题。结合系统动量守恒关系及拉格朗日方法,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程,并将其转化为状态空间形式... 讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的控制问题。结合系统动量守恒关系及拉格朗日方法,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程,并将其转化为状态空间形式的系统控制方程。以此为基础,根据Terminal滑模控制技术,给出了系统相关Terminal滑模面的数学表达式,在此基础上提出了具有外部扰动情况下漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的Terminal滑模控制方案。提出的控制方案不但确保了闭环系统滑模阶段的存在性,同时通过Terminal滑模函数的适当选取,还保证了输出误差在有限时间内的收敛性。此外,由于确保了无论何种情况下系统初始状态均在Terminal滑模面上,从而消除了其它滑模控制方法常有的到达阶段,使得闭环系统具有全局鲁棒和稳定性。一个平面两杆漂浮基空间机械臂的系统数值仿真,证实了方法的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂 外部扰动 Terminal滑模面 TERMINAL滑模控制 协调运动

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参数不确定漂浮基柔性空间机械臂载体姿态、关节协调运动及柔性振动主动抑制的混合控制方案 被引量：1

13

作者 洪昭斌 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期94-99,共6页

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统可保证载体姿态、关节角协调运动变结构控制鲁棒性并同时抑制所产生柔性振动的混合控制方案。该变结构控制仅设计来完成渐近解耦的载体姿态及关节角轨迹追踪,而不能对柔... 讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统可保证载体姿态、关节角协调运动变结构控制鲁棒性并同时抑制所产生柔性振动的混合控制方案。该变结构控制仅设计来完成渐近解耦的载体姿态及关节角轨迹追踪,而不能对柔性振动模态进行控制;为了主动抑制柔性杆的振动,使用虚拟控制力的观念生成了变结构控制所需的混合轨迹,从而为柔性空间机械臂设计了追踪混合轨迹的混合控制方案。数值仿真结果证实了该混合控制方案在系统参数不确定情况下,能够使载体姿态及机械臂关节角稳定地追踪期望轨迹并对所产生的柔性振动进行主动抑制。 展开更多

关键词 漂浮基柔性空间机械臂 混合控制 变结构控制 柔性振动控制 虚拟控制力 不确定参数

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漂浮基柔性两杆空间机械臂的全局鲁棒Terminal滑模控制 被引量：2

14

作者 于潇雁 陈力 《载人航天》 CSCD 2016年第4期512-519,共8页

讨论了载体位置、姿态均不受控并具有有界外部扰动的飘浮基柔性两杆空间机械臂振动不主动抑制的全局鲁棒Terminal滑模控制。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到系统的动力学方程。根据Terminal滑模控制技... 讨论了载体位置、姿态均不受控并具有有界外部扰动的飘浮基柔性两杆空间机械臂振动不主动抑制的全局鲁棒Terminal滑模控制。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到系统的动力学方程。根据Terminal滑模控制技术,给出了系统的Terminal滑模面,进而提出了系统的Terminal滑模运动控制算法。然后分析了该Terminal滑模控制器控制下系统中的两柔性杆的振动,并对两柔性杆的振动进行了数值仿真。该Terminal滑模控制律消除了惯常滑模控制的到达阶段,从而具有全局鲁棒性与稳定性;同时还保证了输出误差在任意指定有限时间内收敛到零。系统的数值仿真表明该Terminal滑模控制器能够使机械臂关节轨迹快速而稳定地追踪上期望运动轨迹,而系统中两柔性杆件始终存在比较大的柔性振动。该控制方案的显著优点为不需要测量、反馈载体的位置、移动速度、移动加速度,减少了系统的设计、制造、发射、维护费用,提高了系统的可靠性。 展开更多

关键词 飘浮基柔性两杆空间机械臂 TERMINAL滑模控制 全局鲁棒 振动分析 外部扰动

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漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊小波神经网络控制

15

作者 黄登峰 陈力 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期821-828,共8页

讨论了本体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机械臂系统协调运动的动力学控制问题.根据系统位置几何关系、动量守恒关系和第二类拉格朗日方程,建立漂浮基空间机械臂系统的动力学方程.在此基础上,针对系统参数未知的情况,设计了一种... 讨论了本体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机械臂系统协调运动的动力学控制问题.根据系统位置几何关系、动量守恒关系和第二类拉格朗日方程,建立漂浮基空间机械臂系统的动力学方程.在此基础上,针对系统参数未知的情况,设计了一种采用小波基函数作为模糊隶属度函数的模糊神经网络控制器,以控制空间机械臂的本体姿态和机械臂两关节铰协调地完成各自在关节空间的期望运动.其特点是不要求系统动力学方程关于惯性参数呈线性函数关系,甚至不需要知道系统参数;而且网络权值是采用反向传播算法根据误差进行在线学习,使模糊神经网络获得更强的自学习和自适应能力,同时也节省了离线学习的时间.系统数值仿真的结果证实上述控制方案是行之有效的. 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂系统 模糊小波神经网络 协调运动 关节空间

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具有外部扰动的空间刚性机械臂姿态与末端爪手协调运动的Terminal滑模控制算法设计 被引量：10

16

作者 郭益深 陈力 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2008年第5期525-532,共8页

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基空间刚性机械臂,载体姿态与末端爪手协调运动的控制算法设计问题.结合系统动量守恒关系及Lagrange方法,建立了漂浮基空间刚性机械臂完全能控形式的系统动力学方程及运动Jacobi... 讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基空间刚性机械臂,载体姿态与末端爪手协调运动的控制算法设计问题.结合系统动量守恒关系及Lagrange方法,建立了漂浮基空间刚性机械臂完全能控形式的系统动力学方程及运动Jacobi关系,并将其转化为状态空间形式的系统控制方程.以此为基础,根据Terminal滑模控制技术,给出了系统相关Terminal滑模面的数学表达式,在此基础上提出了具有外部扰动情况下漂浮基空间刚性机械臂载体姿态与末端爪手协调运动的Terminal滑模控制方案.提出的控制方案不但确保了闭环系统滑模阶段的存在性,同时通过Terminal滑模函数的适当选取,还保证了输出误差在有限时间内的收敛性.此外,由于确保了无论何种情况下系统初始状态均在Terminal滑模面上,从而消除了其它滑模控制方法常有的到达阶段,使得闭环系统具有全局鲁棒性和稳定性.平面两杆空间刚性机械臂的系统数值仿真,证实了方法的有效性. 展开更多

关键词 漂浮基空间刚性机械臂 外部扰动 Terminal滑模面 协调运动 TERMINAL滑模控制

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基于Bi-LSTM网络的自由漂浮空间机械臂控制 被引量：5

17

作者 岳博晨 贾世元 +2 位作者 王一帆 程潏 陈钢 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第3期18-27,共10页

自由漂浮空间机械臂轨迹跟踪控制受模型不确定性和外部扰动影响。针对该问题,提出了基于神经网络估计的自适应滑模控制策略.对模型不确定问题,采用双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)对空间机械臂模型不确定性进行估计,其中神经网络的估... 自由漂浮空间机械臂轨迹跟踪控制受模型不确定性和外部扰动影响。针对该问题,提出了基于神经网络估计的自适应滑模控制策略.对模型不确定问题,采用双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)对空间机械臂模型不确定性进行估计,其中神经网络的估计方式为离线学习方式.采用自适应滑模控制解决网络估计中的误差和外部扰动影响.通过Lyapunov方法证明系统的稳定性,数值仿真验证控制策略的有效性.结果表明所提出的新型控制器能够实现低增益下控制性能的有效提升. 展开更多

关键词 自由漂浮 空间机械臂 模型不确定性 神经网络 自适应滑模控制 外部扰动

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捕获载荷冲击漂浮基柔性空间机械臂动力学响应评估与自适应镇定控制及主动抑制 被引量：4

18

作者 董楸煌 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第14期101-107,共7页

分析漂浮基柔性空间机械臂受捕获载荷冲击后动力学响应及控制,利用假设模态法近似描述空间机械臂柔性杆弹性变形;利用第二类拉格朗日方程建立漂浮基空间机械臂系统动力学模型。基于动量守恒原理,利用动量冲量法评估受捕获载荷冲击后漂... 分析漂浮基柔性空间机械臂受捕获载荷冲击后动力学响应及控制,利用假设模态法近似描述空间机械臂柔性杆弹性变形;利用第二类拉格朗日方程建立漂浮基空间机械臂系统动力学模型。基于动量守恒原理,利用动量冲量法评估受捕获载荷冲击后漂浮基空间机械臂系统动力学响应。设计自适应控制算法对受捕获载荷碰撞冲击后不稳定漂浮基空间机械臂进行镇定控制;设计线性二次最优控制算法抑制柔性杆弹性振动。用数值仿真验证控制算法的有效性。 展开更多

关键词 漂浮基柔性空间机械臂 捕获载荷 碰撞冲击 自适应镇定控制 振动抑制

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存在关节力矩输出死区及外部干扰的漂浮基空间机械臂积分滑模神经网络自适应控制 被引量：2

19

作者 黄小琴 陈力 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期713-718,共6页

探讨了载体位置和姿态都不受控时,漂浮基空间机械臂在带有关节力矩输出死区及外部干扰情况下轨迹跟踪的控制算法设计问题。死区与外部干扰影响系统的跟踪精度与稳定性。为此引入积分型切换函数,减少外部干扰引起的稳态误差,并利用径向... 探讨了载体位置和姿态都不受控时,漂浮基空间机械臂在带有关节力矩输出死区及外部干扰情况下轨迹跟踪的控制算法设计问题。死区与外部干扰影响系统的跟踪精度与稳定性。为此引入积分型切换函数,减少外部干扰引起的稳态误差,并利用径向基函数神经网络逼近动力学方程的未知部分,设计了一种积分滑模神经网络控制方案。控制算法的优点是,在死区斜率与边界参数不确定及最优逼近误差上确界未知的条件下,可以利用最优逼近误差、死区及干扰的补偿项来消除影响。李亚普诺夫稳定性分析证明了闭环系统的稳定性,且轨迹跟踪误差将收敛到0的某个小邻域内。仿真算例证实了该控制算法的有效性,实现了空间机械臂的轨迹跟踪控制。 展开更多

关键词 漂浮基空间机械臂系统 关节力矩输出死区 外部干扰 积分滑模神经网络 轨迹跟踪

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漂浮基空间机械臂系统的非完整性研究 被引量：2

20

作者 陈正仓 周维佳 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第10期257-260,共4页

以漂浮基n关节空间机械臂系统为研究对象,建立了系统动力学一般方程,并分析了机械臂与浮动基体之间存在的动力学耦合关系,进而提出了一种系统非完整性判定方法。该方法通过选择基体姿态速度变量和机械臂关节角速度变量构成系统的独立状... 以漂浮基n关节空间机械臂系统为研究对象,建立了系统动力学一般方程,并分析了机械臂与浮动基体之间存在的动力学耦合关系,进而提出了一种系统非完整性判定方法。该方法通过选择基体姿态速度变量和机械臂关节角速度变量构成系统的独立状态变量,构造系统状态方程,并对系数矩阵做出适当的分解,可以证明系统状态解空间是一个不满足对合性的变矢量域分布。最终,通过弗罗贝尼乌斯定理判定定理证明系统的非完整性。在仿真过程中,以闭合关节路径为输入条件,来观察基体姿态输出的变化情况,发现基体姿态变化曲线并不是闭合的,再次证明了系统的非完整性。 展开更多

关键词 漂浮基 空间机械臂 非完整 分布 对合性 弗罗贝尼乌斯定理 仿真

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