基于循环神经网络的2-DOF软体机械臂运动建模与控制 被引量：2

1

作者 丁卫 郑云 +1 位作者 钟宋义 杨扬 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期522-531,共10页

因现有软体机械臂材料刚度小、模量不稳定,导致建模与控制难度大.提出一种基于循环神经网络(recurrentneuralnetwork,RNN)的方法,用于二自由度(two-degree-of-freedom,2-DOF)软体机械臂的运动建模与控制.使用动作捕捉仪采集不同气压、... 因现有软体机械臂材料刚度小、模量不稳定,导致建模与控制难度大.提出一种基于循环神经网络(recurrentneuralnetwork,RNN)的方法,用于二自由度(two-degree-of-freedom,2-DOF)软体机械臂的运动建模与控制.使用动作捕捉仪采集不同气压、负载下的位置坐标,并将其导入门控循环单元(gated recurrentunit,GRU)神经网络模型进行训练.当调节超参数至网络结构最优时,测试集准确度可达98.87%.在此基础上,构建气压与负载到末端位置的映射函数.实验结果表明,本方法可将机械臂的控制精度提升至6»8 mm,显著降低了软体机器人的控制与建模难度. 展开更多

关键词 循环神经网络 门控循环单元模型 软体机械臂 建模与控制

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气动软体机械臂的视觉定位运动控制

2

作者 张禹 张政 +3 位作者 赵文川 彭龄慧 王宁 孙赫阳 《液压与气动》 北大核心 2025年第7期116-124,共9页

气动软体机械臂因其非线性强、多变量耦合复杂以及状态实时观测困难,给动态控制带来显著挑战。针对上述问题,提出一种融合视觉定位与神经网络建模的软体机械臂实时运动控制方法。该方法利用YOLOv8目标检测和半全局立体匹配算法构建视觉... 气动软体机械臂因其非线性强、多变量耦合复杂以及状态实时观测困难,给动态控制带来显著挑战。针对上述问题,提出一种融合视觉定位与神经网络建模的软体机械臂实时运动控制方法。该方法利用YOLOv8目标检测和半全局立体匹配算法构建视觉系统,并生成时序数据集;进一步通过长短期记忆网络模型捕捉软体机械臂动态响应规律,实现气腔压强与末端位置之间的映射建模。结果表明,与基于离散数据训练的神经网络模型相比,长短期记忆网络模型在三路气压预测中的平均绝对误差从约1.65 kPa显著降至0.44 kPa。进一步的实验结果显示,对于所提出的控制方法,软体机械臂末端在三个轴方向上平均绝对误差分别为1.503、1.506、2.825 mm,有效验证了基于视觉定位的时序神经网络控制方法在软体机械臂中的动态追踪能力。 展开更多

关键词 软体机械臂 长短期记忆网络 双目视觉 建模与控制

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空间柔性机械臂建模、控制以及轨迹规划研究综述 被引量：6

3

作者 孙巍伟 代锟 马飞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第1期34-60,共27页

经过几十年的不懈努力,中国航空航天技术日益突进,逐渐走向世界前列。但由于空间环境情况的复杂多变以及柔性臂本身固有的物理属性,常会导致末端执行器发生振动或未按规定路径运动等一系列问题。在简述国内外空间柔性机械臂发展现状的... 经过几十年的不懈努力,中国航空航天技术日益突进,逐渐走向世界前列。但由于空间环境情况的复杂多变以及柔性臂本身固有的物理属性,常会导致末端执行器发生振动或未按规定路径运动等一系列问题。在简述国内外空间柔性机械臂发展现状的基础上,分析了空间柔性机械臂建模、控制方法以及轨迹规划3个方面的研究现状,并详细调研了相关内容在不同工况下适用的设计方法及其优缺点,以及部分专家学者对该方法的具体应用情况。最后结合上述分析内容,提出了柔性空间机械臂的发展趋势与展望。 展开更多

关键词 空间柔性机械臂 建模 控制方法 轨迹规划

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面向在轨服务任务的气囊型软体机械臂运动学建模与分析 被引量：1

4

作者 刘红卫 张翔 +1 位作者 黄奕勇 陈小前 《载人航天》 CSCD 北大核心 2019年第3期347-354,共8页

针对软体机械臂具有质量轻、自由度多、适应复杂非结构环境、大范围变形等独特优势,提出一种气压驱动式软体机械臂。利用3节中空的波纹管并联形成软体驱动器,进而3节软体驱动器串联形成软体机械臂,通过控制不同波纹管内的气压输入实现... 针对软体机械臂具有质量轻、自由度多、适应复杂非结构环境、大范围变形等独特优势,提出一种气压驱动式软体机械臂。利用3节中空的波纹管并联形成软体驱动器,进而3节软体驱动器串联形成软体机械臂,通过控制不同波纹管内的气压输入实现机械臂复杂空间运动。基于局部弹性变形假设建立了机械臂运动学模型,根据气囊输入压力和机械臂物性参数,可以计算得到机械臂运动轨迹,并仿真分析了软体机械臂末端运动包络的尺寸和形状特征。建立的气囊型软体机械臂运动学模型及分析结果为机械臂设计和运动控制提供了理论基础。 展开更多

关键词 在轨服务 软体机械臂 软体驱动器 运动学建模 运动包络

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柔性机械臂动力学建模与运动控制综述

5

作者 仝思佳 《南方农机》 2024年第23期85-88,共4页

为了处理更为复杂的动态系统,将机器学习和人工智能技术逐渐引入到柔性机械臂的动力学建模与控制中,并详细综述了其研究现状。首先,探讨了各种柔性机械臂动力学建模技术的优缺点,包括集总参数法、假设模态法、有限元法。其次,深入分析... 为了处理更为复杂的动态系统,将机器学习和人工智能技术逐渐引入到柔性机械臂的动力学建模与控制中,并详细综述了其研究现状。首先,探讨了各种柔性机械臂动力学建模技术的优缺点,包括集总参数法、假设模态法、有限元法。其次,深入分析了运动控制策略,从传统线性控制介绍到更为复杂的优化控制、鲁棒控制、基于人工智能的控制等,这些控制技术能够有效应对由机械臂的柔性特征引起的振动和不稳定性问题,提高操作精度和效率。最后,讨论了当前相关研究面临的挑战与柔性机械臂未来的发展方向。研究结果表明,集成先进建模技术与智能控制算法、提升系统的实时处理能力、增强系统鲁棒性和安全性是未来研究的关键。此综述不仅为研究者提供了柔性机械臂领域较为全面的研究视角,也为未来的技术革新指明了方向,期待柔性机械臂技术在未来取得更广泛的应用和更好的发展。 展开更多

关键词 柔性机械臂 动力学建模 运动控制

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柔性空间机械臂RBF神经网络补偿滑模控制策略 被引量：1

6

作者 李小彭 付嘉兴 +1 位作者 刘海龙 尹猛 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1258-1267,共10页

柔性结构导致柔性空间机械臂的动态参数随着时间产生变化,从而降低了跟踪控制的准确性.质量轻和长径比大导致柔性空间机械臂在运动过程中出现振动现象.为了解决上述问题,本文建立了考虑二维变形和扰动转矩的柔性空间机械臂的动力学模型... 柔性结构导致柔性空间机械臂的动态参数随着时间产生变化,从而降低了跟踪控制的准确性.质量轻和长径比大导致柔性空间机械臂在运动过程中出现振动现象.为了解决上述问题,本文建立了考虑二维变形和扰动转矩的柔性空间机械臂的动力学模型,推导出简化的非线性动力学方程.在此基础上,设计了控制律,利用RBF(radial basis function)神经网络对柔性空间机械臂中的时变项和扰动转矩进行识别和补偿.然后以双曲正切函数作为逼近率,提出了滑模控制策略.最后,通过仿真和地面物理样机控制实验可以得到,在柔性空间机械臂控制律的设计中,神经网络补偿的控制策略有效地减少了扰动转矩对柔性空间机械臂的影响.并且通过使用tanh函数来代替sgn函数,能够减少输入转矩的波动,更加验证了RBF神经网络补偿滑模控制策略的有效性. 展开更多

关键词 柔性空间机械臂 神经网络补偿 动力学建模 滑模控制

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高压输电线软体巡检机器人磁致动机制及PI滑模控制研究 被引量：1

7

作者 徐显金 张奕康 +2 位作者 颜海峰 刘兰兰 黄彦澔 《机床与液压》 北大核心 2024年第15期14-21,共8页

为解决高压输电线刚性悬臂巡检机器人尺寸大、笨重、越障不灵活、效率低等问题,设计一种高压磁致动软体巡检机器人,利用载流线圈在高压直流环形磁场中受到的安培力驱动软体机器人以柔顺和蠕动方式高效灵活地跨越多种障碍物。对该机器人... 为解决高压输电线刚性悬臂巡检机器人尺寸大、笨重、越障不灵活、效率低等问题,设计一种高压磁致动软体巡检机器人,利用载流线圈在高压直流环形磁场中受到的安培力驱动软体机器人以柔顺和蠕动方式高效灵活地跨越多种障碍物。对该机器人进行本体构型设计并分析其工作姿态,实现稳定巡检功能;对磁致动驱动器进行理论设计和分析,利用Comsol仿真软件对其所需驱动力进行仿真,验证理论的可实行性;通过拉格朗日法对高压磁致动软体巡检机器人进行动力学建模,构建系统动力学方程,获取机器人的关节角度、速度、加速度之间的关系;最后,通过MATLAB利用基于PI滑模控制法对简化后的高压磁致动软体巡检机器人动力学模型实行速度和角速度高精度追踪仿真。仿真结果表明:在滑模控制下,角度在1.5 s追踪上理想信号,角速度在0.3 s后追上理想信号,证明基于PI的滑模控制器能够实现对高压磁致动软体巡检机器人的有效控制。 展开更多

关键词 高压输电线 软体巡检机器人 磁致动 动力学建模 PI滑模控制

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复杂工况下的变胞并联机械臂自抗扰控制研究

8

作者 李宪芝 刘春山 +1 位作者 周盼龙 杨锡军 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期277-284,共8页

在复杂多变的工况环境中,变胞并联机械臂由于其独特的关节与连杆间的紧密耦合关系,容易受到诸如摩擦力、负载变化等外部扰动的显著影响,进而引发机械臂运动控制精度的降低和稳定性的削弱。为解决这一问题,提出一种针对复杂工况下的变胞... 在复杂多变的工况环境中,变胞并联机械臂由于其独特的关节与连杆间的紧密耦合关系,容易受到诸如摩擦力、负载变化等外部扰动的显著影响,进而引发机械臂运动控制精度的降低和稳定性的削弱。为解决这一问题,提出一种针对复杂工况下的变胞并联机械臂自抗扰控制方法。该方法首先深入剖析了机械臂在复杂工况下的动态特性,并综合考虑了机械臂在运动过程中因外部因素(如摩擦力和负载变化)而产生的动能与弹性势能变化,进而对这些干扰因素进行了具体量化,并据此精确计算出机械臂所需的运动驱动力矩。在此基础上,利用这一关键参数构建了自抗扰控制器,将机械臂受到的扰动因素作为控制的主要目标。在控制器的设计过程中,引入了扩张状态观测器,以实现对机械臂运动过程中内外部扰动的实时观测与精确估计,并根据控制律计算出相应的控制量。此外,还结合了模糊控制技术,设计了一种误差补偿机制,以进一步削弱扰动对机械臂运动的影响,从而实现对变胞并联机械臂的有效自抗扰控制,并显著提升系统的鲁棒性和稳定性。实验结果表明,采用该方法进行变胞并联机械臂的自抗扰控制,能够实现高精度的控制效果,并展现出良好的性能。 展开更多

关键词 变胞并联机械臂 建模分析 运动方程 自抗扰控制器 扰动观测估计

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单气腔仿肺软体驱动器建模与变形特性分析 被引量：1

9

作者 张来喜 文伟韬 +2 位作者 孟文强 徐丰羽 马凯威 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期176-188,共13页

放射治疗是肺癌治疗的重要手段,然而肺部肿瘤随呼吸运动产生的空间运动,对精准放疗提出了挑战。针对目前精准放射治疗中图像引导带来的对健康组织的额外辐射剂量问题,本文提出一种利用仿肺软体驱动器体外模拟肺的呼吸变形运动,通过建模... 放射治疗是肺癌治疗的重要手段,然而肺部肿瘤随呼吸运动产生的空间运动,对精准放疗提出了挑战。针对目前精准放射治疗中图像引导带来的对健康组织的额外辐射剂量问题,本文提出一种利用仿肺软体驱动器体外模拟肺的呼吸变形运动,通过建模预测肺部肿瘤运动的思路,从而减少患者接受额外辐射剂量,实现精准并安全的放射治疗。首先利用CT图像精准完成肺部的外形还原,然后得到的肺部随呼吸的变形运动规律。在此基础上,设计了肺部空腔的形态,并通过变形仿真验证了结构设计的合理性,据此制作了仿肺软体驱动器样机。最后,通过给予离散化的周期性气压来模拟实际的呼吸状态对样机进行了测试。实验结果表明:所设计仿肺软体驱动器可以按预期完成呼吸变形模拟,最大气压为45 kPa,最大轴向位移为5.9 mm,最大径向位移为3.4 mm。仿肺软体驱动器具有良好的呼吸运动变形模拟效果,可以为肺部肿瘤精准安全放射治疗提供借鉴。 展开更多

关键词 仿肺软体驱动器 逆向建模 呼吸运动 变形控制

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柔性关节空间机械臂建模、控制与仿真 被引量：13

10

作者 潘博 孙京 于登云 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1826-1831,共6页

关节是空间机械臂的核心部件,在机械臂动力学中起着重要的作用。精确的关节动力学模型,是机械臂系统设计、分析和控制的基础。以某空间机械臂原理样机为研究对象,建立了考虑关节柔性和摩擦特性的动力学模型。分别利用扭转刚度测试平台... 关节是空间机械臂的核心部件,在机械臂动力学中起着重要的作用。精确的关节动力学模型,是机械臂系统设计、分析和控制的基础。以某空间机械臂原理样机为研究对象,建立了考虑关节柔性和摩擦特性的动力学模型。分别利用扭转刚度测试平台和驱动组件性能测试仪,测得了关节的刚度系数和摩擦系数。并进行了考虑关节力矩饱和非线性的PD控制律设计,同时给出了稳定性证明。为消除动力学方程系数矩阵的时变性和刚度矩阵的奇异性,将动力学方程进行等价变换,从而利用精细积分方法进行数值仿真。仿真结果表明,抗饱和非线性PD控制律能够保证机械臂在负载变化范围内,满足位置控制的精度要求。 展开更多

关键词 柔性关节 空间机械臂 建模 控制 数值仿真 参数测试

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柔性机械臂动力学建模和控制研究 被引量：25

11

作者 刘明治 刘春霞 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期1-8,共8页

综述了柔性机械臂动力学建模和动力学控制等相关问题，介绍了柔性机械臂动力学建模中的旋转代数法、基于 Ｌａｇｒａｎｇｅ方程的方法及基于模型辩识的方法；介绍了柔性机械臂动力学控制中的ＰＤ控制、反馈控制、自适应控制、鲁棒控制... 综述了柔性机械臂动力学建模和动力学控制等相关问题，介绍了柔性机械臂动力学建模中的旋转代数法、基于 Ｌａｇｒａｎｇｅ方程的方法及基于模型辩识的方法；介绍了柔性机械臂动力学控制中的ＰＤ控制、反馈控制、自适应控制、鲁棒控制、预测控制、非线性控制和智能控制，最后详细介绍了柔性机械臂动力学控制中的混合控制及智能结构；指出在柔性机械臂动力学建模和动力学控制应解决的问题． 展开更多

关键词 柔性机械臂 动力学建模 动力学控制

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提综臂辅助旋铆机械手动力学建模及控制仿真 被引量：6

12

作者 梁栋 梁正宇 +1 位作者 杨建成 徐振宇 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期81-88,共8页

为实现在旋铆加工过程中对零部件的高速、高精度抓取-摆放之目的,以多臂织机提综臂的自动化加工为背景,提出一种新型辅助旋铆并联机械手的动力学建模及控制策略。首先,介绍机器人机构的结构特征及自由度类型;其次,建立闭环矢量方程,得... 为实现在旋铆加工过程中对零部件的高速、高精度抓取-摆放之目的,以多臂织机提综臂的自动化加工为背景,提出一种新型辅助旋铆并联机械手的动力学建模及控制策略。首先,介绍机器人机构的结构特征及自由度类型;其次,建立闭环矢量方程,得到了位置正逆解的解析表达式,进而通过求导,建立了速度映射模型;再次,基于第一类拉格朗日方法,建立了系统逆刚体动力学模型,得到关于末端执行器广义坐标的驱动力矩函数。在此基础上,设计具有PD补偿的任务空间计算力矩控制策略,并借助ADAMS与Simulink开展联合虚拟仿真,对控制参数进行整定,最终得到最优控制参数的参考值。仿真结果表明:在最大加速度为3 g时,跟踪轨迹与理论轨迹的y向误差小于0.3 mm,z向误差小于0.65 mm,控制效果良好,符合设计预期。 展开更多

关键词 提综臂 辅助旋铆 并联机械手 拉格朗日方法 计算力矩控制 联合仿真 动力学建模

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空间软体机械臂的两阶段神经网络控制方法 被引量：2

13

作者 崔朝臣 张翔 +2 位作者 熊丹 韩伟 黄奕勇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2257-2264,共8页

软体机械臂凭借质量轻、价格低、操作灵活等特性在在轨服务任务中具有巨大应用前景.然而,针对软体机械臂的逆运动学建模和控制仍是一个具有挑战性的问题.作为一种替代方案,采用数据驱动的方法对软体机械臂数值模型进行学习取得了一定成... 软体机械臂凭借质量轻、价格低、操作灵活等特性在在轨服务任务中具有巨大应用前景.然而,针对软体机械臂的逆运动学建模和控制仍是一个具有挑战性的问题.作为一种替代方案,采用数据驱动的方法对软体机械臂数值模型进行学习取得了一定成果.本文在前人研究的基础上,提出一种端到端的两阶段神经网络软体机械臂控制思想和异步Transformer执行策略.文章通过与单阶段神经网络、传统的BP、LSTM等构建的两阶段方法进行对比,结果表明:本文方法具有更高的控制精度.最后,利用软体机械臂实物进行抓取实验,验证了本文方法的可行性. 展开更多

关键词 在轨服务 软体机械臂建模和控制 两阶段神经网络 TRANSFORMER

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实-虚结合的机械臂与数字孪生体协调控制 被引量：1

14

作者 谢曼 王龙涛 +1 位作者 陈中尹 胡绍林 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期243-252,共10页

为提升现有机械臂遥控、遥操作能力,克服操控精度受限等问题,结合数字孪生技术,提出了一种机械臂数字孪生体与机械臂实体之间虚-实协调控制的新方案。该方案以ESP32单片机作为控制核心,结合3D建模和打印技术构建机械臂整体结构,通过控... 为提升现有机械臂遥控、遥操作能力,克服操控精度受限等问题,结合数字孪生技术,提出了一种机械臂数字孪生体与机械臂实体之间虚-实协调控制的新方案。该方案以ESP32单片机作为控制核心,结合3D建模和打印技术构建机械臂整体结构,通过控制多个舵机实现其6自由度操作功能;基于Unity平台,开发了机械臂数字孪生体模型及相应的移动应用模块,建立起机械臂与数字孪生体间的信息交互数据链路,实现机械臂远程控制与数字孪生体间同步;通过跨平台三维场景的整合与融合,建立虚-实结合的协调控制模式,实现对机械臂的高效监控与精准控制。经单元测试、压力测试和综合功能测试和实例验证,结果表明,实体机械臂与数字孪生体能够实现有效的协调控制,完成细小物品抓取等基本操作,且跟踪响应曲线基本一致,证实了所建虚-实协调控制方案的有效性。 展开更多

关键词 数字孪生 机械臂 协调控制 3D建模 远程监控 智能制造

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海流环境下二关节机械臂动力学建模及其跟踪控制 被引量：3

15

作者 葛大会 尤云祥 冯爱春 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第6期666-678,共13页

水下机械臂的水动力性能受海流载荷的影响较大,目前针对水下机械臂控制的相关研究中将水下环境做了静水的假设或将海流载荷仅仅作为一种简单的随机扰动来考虑,控制精度较低.该文分别基于Lagrange法和Newton-Euler法推导出均匀海流环境... 水下机械臂的水动力性能受海流载荷的影响较大,目前针对水下机械臂控制的相关研究中将水下环境做了静水的假设或将海流载荷仅仅作为一种简单的随机扰动来考虑,控制精度较低.该文分别基于Lagrange法和Newton-Euler法推导出均匀海流环境下二关节机械臂的动力学模型,考虑海流和机械臂的相对运动,引入Morison公式计算海流对机械臂的水阻力和惯性力.基于此动力学模型,利用滑模控制策略实现机械臂理想轨迹的精确跟踪.对比PD(proportional-derivative)控制,仿真结果表明滑模控制具有更优的控制效果. 展开更多

关键词 海流环境 水下机械臂 动力学建模 轨迹跟踪 滑模控制

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软体机械臂控制方法研究现状及展望 被引量：6

16

作者 耿鹏 何彦霖 +1 位作者 杨溢 历文宇 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期85-98,共14页

软体机械臂由于具有多自由度、高灵活性、较强的环境适应能力以及安全可交互性高等优势,近年来在生物医疗和海洋勘探等诸多领域得到广泛应用。软体机械臂采用高度可变形的柔性材料制作而成,由于其材料的非线性特征,软体机械臂的精确控... 软体机械臂由于具有多自由度、高灵活性、较强的环境适应能力以及安全可交互性高等优势,近年来在生物医疗和海洋勘探等诸多领域得到广泛应用。软体机械臂采用高度可变形的柔性材料制作而成,由于其材料的非线性特征,软体机械臂的精确控制一直是该领域的研究重点和难点,国内外研究人员针对软体机械臂的控制方法开展了大量研究并取得了较大进展。但是目前仍然存在若干问题,亟待探讨解决方法。为此,本文梳理了近十年来国内外研究人员在软体机械臂的运动控制方法上取得的研究成果,分析总结了目前软体机械臂常用的控制方法和最新技术等,指出了软体机械臂控制面临的难题与挑战,并对软体机械臂控制方法的未来发展方向进行了探讨和展望。 展开更多

关键词 软体机器人 软体机械臂 控制方法 建模理论

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基于介电弹性体的软体机器人设计、建模与运动控制研究综述 被引量：3

17

作者 黄鹏 王亚午 +2 位作者 叶雯珺 吴俊东 苏春翌 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第8期1389-1401,共13页

软体机器人是一个多学科交叉的新兴领域,旨在基于软质材料开发类似自然生物的多功能系统,赋予机器人强大的环境适应性、优良的运动灵活性以及高效安全的人机交互能力。介电弹性体是一种新型的软质智能材料,具有弹性模量低、变形范围大... 软体机器人是一个多学科交叉的新兴领域,旨在基于软质材料开发类似自然生物的多功能系统,赋予机器人强大的环境适应性、优良的运动灵活性以及高效安全的人机交互能力。介电弹性体是一种新型的软质智能材料,具有弹性模量低、变形范围大、能量密度高、响应速度快等优点,适合于制作软体机器人。首先,介绍几类介电弹性体软体机器人。然后,总结介电弹性体驱动器动力学建模与控制的研究进展。最后,分析介电弹性体驱动器研究当前的挑战,并展望进一步研究的机遇。 展开更多

关键词 软体机器人 介电弹性体驱动器 动力学建模 运动控制

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多段线缆驱动连续型空间机械臂建模与控制 被引量：6

18

作者 丁萌 余鑫 +2 位作者 武海雷 郭毓 郭健 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期253-261,共9页

该文针对一类带有弹性杆的新型多段线缆驱动连续型空间机械臂的建模与控制问题开展研究,基于刚体等效建模思想建立了机械臂的几何模型。对每节机械臂进行单元划分,将各单元上的弹性杆等效为轻质连杆。在此基础上,应用欧拉-拉格朗日建模... 该文针对一类带有弹性杆的新型多段线缆驱动连续型空间机械臂的建模与控制问题开展研究,基于刚体等效建模思想建立了机械臂的几何模型。对每节机械臂进行单元划分,将各单元上的弹性杆等效为轻质连杆。在此基础上,应用欧拉-拉格朗日建模方法,建立了多段线缆驱动连续型空间机械臂动力学模型。针对系统中存在的参数不确定性与外部时变干扰,基于Lyapunov稳定性理论,提出了一种基于非奇异终端滑模有限时间控制(NTSMFC)的连续型机械臂控制方法。仿真结果表明:与比例-微分(PD)控制器相比,NTSMFC能在有限时间内快速跟踪期望姿态角,PD控制器的姿态跟踪快速性较低;NTSMFC姿态角稳态误差为±0.002 rad,PD控制器姿态角稳态误差为±0.01 rad。 展开更多

关键词 连续型机械臂 空间机械臂 线缆驱动 弹性杆 欧拉-拉格朗日建模 非奇异终端滑模控制 有限时间控制

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欠驱动柔性机械臂的动力学建模与控制 被引量：3

19

作者 武殿博 《现代电子技术》 北大核心 2020年第6期93-96,共4页

针对欠驱动柔性机械臂建模、控制困难的问题,文中采用在第一关节安装轻质弹簧的方法来表示机械臂的柔性,从而得到柔性臂的简化模型。将其应用到两连杆欠驱动柔性机械臂中,建立欠驱动柔性机械臂的系统模型,并利用拉格朗日函数法,对该系... 针对欠驱动柔性机械臂建模、控制困难的问题,文中采用在第一关节安装轻质弹簧的方法来表示机械臂的柔性,从而得到柔性臂的简化模型。将其应用到两连杆欠驱动柔性机械臂中,建立欠驱动柔性机械臂的系统模型,并利用拉格朗日函数法,对该系统进行动力学建模。同时通过构造基于系统能量和驱动杆状态的李雅普诺夫函数,设计该欠驱动柔性机械臂系统的控制律。最后,使用Matlab对该系统及所设计的控制律进行数值仿真。仿真结果表明,所构建的动力学模型以及设计的控制规则具有良好的有效性,且同时具备响应速度快、控制输入小的优点。 展开更多

关键词 欠驱动 柔性机械臂 动力学建模 控制律设计 MATLAB仿真 结果分析

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柔性机械臂动力学建模及控制分析 被引量：3

20

作者 张甜 《南方农机》 2020年第1期75-75,共1页

本文将围绕柔性机械臂动力学建模与控制进行研究,注重柔性机械臂系统描述以及柔性机械臂数学模型的构建,旨在保证柔性机械臂系统的完整性,为后续研究工作奠定基础。

关键词 柔性机械臂 动力学建模 动力学控制

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