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Singular perturbation approach for control of hydraulically driven flexible manipulator
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作者 LI Guang WU Min 《Journal of Central South University of Technology》 2005年第z1期238-242,共5页
The hydraulic flexible manipulator system is divided into two parts: flexible arm dynamics and hydraulic servomechanism, a driving Jacobian is derived to connect these two parts. Taking hydraulic actuator force as vir... The hydraulic flexible manipulator system is divided into two parts: flexible arm dynamics and hydraulic servomechanism, a driving Jacobian is derived to connect these two parts. Taking hydraulic actuator force as virtual input, a singular perturbed composite model is formulated and used to design composite controllers for the flexible link, in which the slow subsystem controller dominates the trajectory tracking, and then a fast controller is designed to damp out the vibration of the flexible structure. Moreover, the backstepping technique is applied to regulate the spool position of a hydraulic valve to provide the required force. Simulation results are provided to show the effectiveness of the presented approach. 展开更多
关键词 flexible MANIPULATOR hydraulic ACTUATOR singular perturbation BACKSTEPPING control
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基于IHHO算法的柔性关节机械臂奇异摄动控制 被引量:1
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作者 吴启亮 冯韵哲 李明远 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期200-209,共10页
针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度... 针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度差值反馈控制以抑制柔性关节引起的振动;针对慢子系统,考虑饱和转矩输入的同时设计固定时间控制器,并采用径向基神经网络逼近模型的不确定部分,以实现机械臂的轨迹跟踪。为了解决控制算法中参数整定耗时且难以实现理想控制效果的问题,提出一种采用circle映射初始化种群,融合互利共生策略和自适应柯西变异的IHHO算法,并通过IHHO算法自动整定出最优的控制参数。通过仿真试验可知,该研究所提控制方案能有效抑制振动,具有良好的轨迹跟踪能力。 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 改进哈里斯鹰优化(IHHO)算法 奇异摄动 定时控制
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漂浮基柔性臂空间机器人输出力矩受限的自适应PID输出反馈 被引量:1
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作者 张丽娇 陈力 《载人航天》 CSCD 2015年第6期568-574,共7页
针对输出力矩受限的漂浮基柔性臂空间机器人的控制问题,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;利用奇异摄动法,慢变子系统设计了输出力矩受限情况下仅有位置传感、建模不确定性及干扰的空间机械臂系统协调运动的自适... 针对输出力矩受限的漂浮基柔性臂空间机器人的控制问题,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;利用奇异摄动法,慢变子系统设计了输出力矩受限情况下仅有位置传感、建模不确定性及干扰的空间机械臂系统协调运动的自适应PID输出反馈控制算法,快变子系统设计了线性二次最优控制方法主动抑制。该算法采用高精度滤波器估计机器人关节速度,使得整个系统的闭环控制仅需位置输出反馈;在控制率中引入饱和函数,保证输出力矩在给定限制范围内,同时采用自适应PID控制器补偿建模不确定性和干扰。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,针对平面两关节漂浮基柔性臂空间机器人的仿真结果表明了所提出的控制方案良好的跟踪性和快速收敛性。 展开更多
关键词 柔性臂空间机器人 奇异摄动 自适应pid控制 输出力矩受限
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挠性航天器的非线性PID和PI姿态控制器设计 被引量:3
4
作者 靳尔东 孙兆伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期540-545,共6页
针对存在模型不确性和常值干扰的挠性航天器,提出一种不依赖于模型参数的非线性PID姿态控制器.该控制器在小姿态偏差的情况下近似经典的线性PID控制器.另外,考虑到航天器上陀螺失效情况,设计了一种仅需姿态测量信息的非线性PI控制器.这... 针对存在模型不确性和常值干扰的挠性航天器,提出一种不依赖于模型参数的非线性PID姿态控制器.该控制器在小姿态偏差的情况下近似经典的线性PID控制器.另外,考虑到航天器上陀螺失效情况,设计了一种仅需姿态测量信息的非线性PI控制器.这两种控制器在局部均对常值干扰有抑制作用,并能使无干扰作用的姿态控制系统半全局渐近稳定.闭环系统的稳定性证明采用了奇异扰动理论,以解决积分项的存在带来的稳定性分析问题.文章最后用数学仿真验证了控制器的性能. 展开更多
关键词 挠性航天器 姿态控制 非线性pid/PI 奇异扰动 半全局稳定
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柔性关节空间机械臂奇异摄动自抗扰控制仿真研究 被引量:10
5
作者 刘福才 李倩 刘林 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期567-576,共10页
针对不同重力环境条件下考虑摩擦、关节刚度非线性与外扰影响的柔性关节空间机械臂的控制问题,提出了一种基于奇异摄动理论的自抗扰控制方法。首先建立了柔性关节空间机械臂在地面重力和空间微重力环境下的动力学模型;然后采用奇异摄动... 针对不同重力环境条件下考虑摩擦、关节刚度非线性与外扰影响的柔性关节空间机械臂的控制问题,提出了一种基于奇异摄动理论的自抗扰控制方法。首先建立了柔性关节空间机械臂在地面重力和空间微重力环境下的动力学模型;然后采用奇异摄动法将系统模型分为快变子系统和慢变子系统,针对快变子系统设计速度反馈控制律来抑制柔性关节的振动,针对慢变子系统设计加入前馈补偿的自抗扰控制器(ADRC)来抵抗系统的内外扰动,并对系统进行了稳定性分析;最后对设计的控制器进行了仿真验证与对比研究。仿真结果表明,采用该方法,在不同重力环境下柔性关节空间机械臂均能实现很好的轨迹跟踪和抖振抑制,且能有效抵抗内外扰动,系统具有鲁棒性。 展开更多
关键词 空间机械臂 柔性关节 重力 奇异摄动 自抗扰控制
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机械臂协调操作柔性负载鲁棒神经网络控制 被引量:6
6
作者 唐志国 李元春 刘木林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1394-1399,共6页
针对多变量刚柔耦合的双机械臂协调操作柔性负载系统,基于奇异摄动理论研究该系统有限元模型的分解以及轨迹跟踪控制问题.考虑动力学模型的复杂性,通过双时标变换将协调系统分解成表征系统大范围刚性运动的慢变子系统和表征系统弹性振... 针对多变量刚柔耦合的双机械臂协调操作柔性负载系统,基于奇异摄动理论研究该系统有限元模型的分解以及轨迹跟踪控制问题.考虑动力学模型的复杂性,通过双时标变换将协调系统分解成表征系统大范围刚性运动的慢变子系统和表征系统弹性振动的快变子系统.基于反演思想在慢变子系统中设计鲁棒神经网络控制策略,实现系统轨迹跟踪性能;针对快变子系统,设计鲁棒最优控制策略抑制系统的弹性振动.仿真研究结果表明,该控制策略增强了系统的跟踪性能和鲁棒性. 展开更多
关键词 奇异摄动 反演控制 柔性负载 神经网络 机械臂
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柔性空间机械臂末端运动及柔性振动的模糊自适应补偿控制 被引量:23
7
作者 梁捷 陈力 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期45-57,共13页
讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,具有不确定参数的漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹跟踪的模糊自适应补偿控制和柔性振动优化控制问题。利用拉格朗日方程和假设模态法并结合系统动量守恒关系,分析、建立... 讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,具有不确定参数的漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹跟踪的模糊自适应补偿控制和柔性振动优化控制问题。利用拉格朗日方程和假设模态法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了柔性空间机械臂系统的动力学方程及运动Jacobi关系。以此为基础,使用奇异摄动法和2种时间尺度的假设,将系统分解为轨迹跟踪控制器和振动控制器可分开设计的奇异摄动系统。对于快变子系统,使用全局最优线性二次调节器(LQR)控制方法来对柔性杆件的振动进行主动抑制。同时,针对系统参数不确定的情况,设计了一种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来保证慢变子系统载体姿态与末端爪手在惯性空间的轨迹跟踪。通过系统数值仿真证实了方法的有效性。 展开更多
关键词 固体力学 漂浮基柔性空间机械臂 奇异摄动法 惯性空间 模糊自适应补偿控制 振动优化控制
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柔性空间机械臂振动抑制的模糊终端滑模控制 被引量:11
8
作者 陈志勇 陈力 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期481-486,共6页
针对载体位置不受控、姿态受控的情况,提出了柔性空间机械臂振动抑制的模糊终端滑模控制方案。利用假设模态法、系统动量守恒关系及拉格朗日方法,导出了柔性空间机械臂的系统动力学方程。为解决柔性空间机械臂轨迹跟踪控制及振动抑制问... 针对载体位置不受控、姿态受控的情况,提出了柔性空间机械臂振动抑制的模糊终端滑模控制方案。利用假设模态法、系统动量守恒关系及拉格朗日方法,导出了柔性空间机械臂的系统动力学方程。为解决柔性空间机械臂轨迹跟踪控制及振动抑制问题,运用奇异摄动法将系统分解为慢变、快变两个子系统并分别设计了控制器。慢变子系统采用具有较强鲁棒性的模糊终端滑模控制方案,快变子系统则采用基于降阶状态观测器的线性二次型最优控制器(linear quadratic regulator,简称LQR)。数值模拟结果表明,本文的控制方案不仅保证了柔性空间机械臂载体姿态及机械臂各关节铰跟踪误差在有限时间内的收敛性,而且还大大地降低了滑模控制所固有的抖振,并对柔性臂的振动具有良好的抑制效果。 展开更多
关键词 奇异摄动法 模糊终端滑模控制 振动抑制 柔性空间机械臂
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柔性空间机械臂系统的双环积分滑模控制 被引量:10
9
作者 梁捷 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第16期1906-1912,共7页
讨论了载体位置不受控、姿态受控的情况下,漂浮基柔性空间机械臂关节运动及柔性振动主动抑制的控制问题。由系统动量守恒关系及假设模态法,利用拉格朗日方法建立了柔性空间机械臂的系统动力学方程,之后采用奇异摄动理论,将其分解为表示... 讨论了载体位置不受控、姿态受控的情况下,漂浮基柔性空间机械臂关节运动及柔性振动主动抑制的控制问题。由系统动量守恒关系及假设模态法,利用拉格朗日方法建立了柔性空间机械臂的系统动力学方程,之后采用奇异摄动理论,将其分解为表示刚性运动的慢变子系统和柔性振动的快变子系统。以此为基础,针对慢变子系统———柔性空间机械臂的刚性运动,设计了系统参数未知情况下的双环积分滑模控制方案,以控制柔性空间机械臂的载体姿态及机械臂关节铰协调地完成各自在关节空间的期望运动;而对于快变子系统———柔性臂的振动,则设计了分级模糊控制方案来主动抑制柔性杆的振动。计算机数值仿真证实了该方法的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 漂浮基 柔性空间机械臂 奇异摄动理论 双环积分滑模控制 分级模糊控制
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参数不确定与有界干扰自由飘浮柔性空间机械臂基于速度观测器的奇异摄动鲁棒控制及振动抑制 被引量:10
10
作者 于潇雁 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期85-92,共8页
讨论载体位置、姿态均不受控情况下系统参数不确定与有界干扰自由漂浮柔性空间机械臂基于速度观测器的奇异摄动鲁棒控制及振动抑制问题。利用拉格朗日方程结合动量守恒原理获得自由飘浮柔性空间机械臂系统动力学方程;用奇异摄动法将柔... 讨论载体位置、姿态均不受控情况下系统参数不确定与有界干扰自由漂浮柔性空间机械臂基于速度观测器的奇异摄动鲁棒控制及振动抑制问题。利用拉格朗日方程结合动量守恒原理获得自由飘浮柔性空间机械臂系统动力学方程;用奇异摄动法将柔性空间机械臂系统分解为关于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。以此为基础,提出含慢、快变控制项的复合控制器。将动态滑模观测器与鲁棒控制结合,获得系统慢变控制力矩实现关节轨迹跟踪。对快变子系统基于线性观测器及线性系统最优控制理论获得系统快变控制力矩实现柔性杆振动抑制。并数值仿真证实方法的有效性。该控制方案仅需精确的载体姿态、关节角位置及柔性振动模态坐标反馈,而无需测量载体姿态角速度、关节角速度及角加速度、柔性振动模态坐标导数及漂浮基位置、移动速度、移动加速度。 展开更多
关键词 飘浮基柔性空间机械臂 奇异摄动法 鲁棒控制 速度观测
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柔性基、柔性关节空间机械臂的动力学与改进奇异摄动控制 被引量:6
11
作者 陈志勇 张婷婷 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第7期1005-1010,共6页
采用线性伸缩弹簧、线性扭转弹簧来分别描述基座及关节柔性,并在此基础上经由线动量守恒原理、拉格朗日第二类建模方法,建立了姿态受控柔性基、柔性关节空间机械臂的动力学模型。将柔性补偿思想与奇异摄动理论相融合,推导了可分别表示... 采用线性伸缩弹簧、线性扭转弹簧来分别描述基座及关节柔性,并在此基础上经由线动量守恒原理、拉格朗日第二类建模方法,建立了姿态受控柔性基、柔性关节空间机械臂的动力学模型。将柔性补偿思想与奇异摄动理论相融合,推导了可分别表示系统刚性运动、基座与关节柔性运动的慢、快变子系统,并提出一种由协调运动慢变控制和基于高阶快变状态观测器的最优控制所组成的改进奇异摄动控制方案。与传统奇异摄动控制方案相比,所提改进控制方案可有效避免对系统高阶快变状态量进行实时地测量和反馈,且可适于具有较大关节柔性的柔性基、柔性关节空间机械臂的控制。仿真实验结果表明了所提方案在轨迹跟踪控制、基座与关节柔性振动抑制上的有效性。 展开更多
关键词 空间机械臂 柔性基 柔性关节 动力学 奇异摄动控制
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液压柔性机械臂奇异摄动法控制 被引量:5
12
作者 曾克俭 李光 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1128-1131,共4页
将液压柔性机械臂系统分为相互耦合的两个部分,即柔性机械臂和液压伺服驱动系统,并通过一个驱动Jacobian矩阵构建其耦合关系。将作用于机械臂上的力视为一虚拟输入,运用奇异摄动法将柔性机械臂的模型分解为快慢两个子系统,其中慢变子系... 将液压柔性机械臂系统分为相互耦合的两个部分,即柔性机械臂和液压伺服驱动系统,并通过一个驱动Jacobian矩阵构建其耦合关系。将作用于机械臂上的力视为一虚拟输入,运用奇异摄动法将柔性机械臂的模型分解为快慢两个子系统,其中慢变子系统控制器完成对期望轨迹的跟踪,而快变子系统控制器抑制柔性臂的振动。在此基础上,采用反演控制设计方法,得到液压伺服阀的位移控制律,使液压油缸的实际输出力完全满足柔性臂所需要的驱动力。数字仿真的结果验证了设计控制器的正确性和有效性。 展开更多
关键词 柔性机械臂 液压驱动油缸 奇异摄动法 反演控制
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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
13
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
14
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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飘浮基两杆柔性空间机械臂基于速度观测器的增广自适应控制 被引量:5
15
作者 于潇雁 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期176-182,共7页
讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,存在外部扰动漂浮基两杆柔性空间机械臂的基于速度观测器的增广自适应运动控制与振动最优控制问题。选择合适的联体坐标系,利用Lagrange方法并结合动量守恒原理建立了飘浮基两杆柔性空间机械臂系统... 讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,存在外部扰动漂浮基两杆柔性空间机械臂的基于速度观测器的增广自适应运动控制与振动最优控制问题。选择合适的联体坐标系,利用Lagrange方法并结合动量守恒原理建立了飘浮基两杆柔性空间机械臂系统的动力学方程。利用奇异摄动法,将两杆柔性空间机械臂系统分解为一个关于载体姿态、关节轨迹跟踪的慢变子系统与一个描述柔性杆振动的快变子系统。以此为基础,提出了一个包含慢变控制项与快变控制项的复合控制器。利用自适应滑模观测器得到慢变子系统的观测速度向量,基于这个观测速度向量设计得到系统的增广自适应慢变控制律来实现关节轨迹的跟踪。利用线性观测器得到快变子系统的观测速度向量,基于这个观测速度向量并运用线性系统的最优控制理论得到了系统的快变控制律来实现柔性杆振动最优控制。系统的数值仿真证实了方法的有效性。该控制方案不需直接测量关节角速度、关节角加速度与柔性振动模态坐标导数以及漂浮基的位置、移动速度、移动加速度。 展开更多
关键词 飘浮基两杆柔性空间机械臂 奇异摄动法 自适应控制 增广法 速度观测器 振动最优控制
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载体位置、姿态均不受控的飘浮基柔性空间机器人的Terminal滑模控制 被引量:3
16
作者 于潇雁 陈力 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期936-942,共7页
讨论了载体位置、姿态均不受控的飘浮基柔性空间机器人的Terminal滑模控制问题。为讨论既有柔性关节又有柔性臂的欠驱动系统,以一个具有两个柔性关节和一个柔性臂的飘浮基空间机器人为例,首先利用拉格朗日方程并结合系统总质心定义,得... 讨论了载体位置、姿态均不受控的飘浮基柔性空间机器人的Terminal滑模控制问题。为讨论既有柔性关节又有柔性臂的欠驱动系统,以一个具有两个柔性关节和一个柔性臂的飘浮基空间机器人为例,首先利用拉格朗日方程并结合系统总质心定义,得到了系统的动力学方程,然后利用奇异摄动法,将柔性空间机器人系统分解为一个柔性空间机械臂子系统和一个柔性关节快变子系统。以此为基础,提出了一种包含柔性空间机械臂子控制项和柔性关节快变子控制项的组合控制器。其中,柔性空间机械臂Terminal滑模子控制项实现了机械臂关节铰期望轨迹的跟踪,柔性关节快变子控制项使得快变子系统稳定在由柔性空间机械臂子控制项产生的机械臂关节轨迹上。系统的数值仿真结果表明,该方法能在抑制柔性关节的柔性振动的同时跟踪上机械臂关节期望轨迹。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,同时可保证机械臂关节铰跟踪误差在任意指定有限时间内收敛到零。 展开更多
关键词 飘浮基柔性空间机器人 奇异摄动法 TERMINAL滑模控制 柔性关节 柔性臂
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自由浮动空间柔性机械臂在轨操作刚性载荷的组合控制 被引量:1
17
作者 王从庆 裴希伍 吴鹏飞 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期452-457,共6页
针对自由浮动空间柔性机械臂,讨论了在笛卡尔坐标系中机械臂对刚性载荷的轨迹跟踪控制和连杆柔性振动主动控制问题。基于拉格朗日法、假设模态法和系统动量守恒定律,推导了一种自由浮动空间柔性机械臂在轨操作刚性载荷的动力学方程。在... 针对自由浮动空间柔性机械臂,讨论了在笛卡尔坐标系中机械臂对刚性载荷的轨迹跟踪控制和连杆柔性振动主动控制问题。基于拉格朗日法、假设模态法和系统动量守恒定律,推导了一种自由浮动空间柔性机械臂在轨操作刚性载荷的动力学方程。在此基础上,采用奇异摄动法将系统分解为慢变和快变两种尺度时标的子系统,设计模糊终端滑模控制器和Backstepping控制器分别对两个子系统进行控制,由此得到的组合控制使得机械臂按期望轨迹对刚性载荷进行精确在轨操作,同时抑制了柔性连杆的弹性振动。通过数字仿真验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 空间柔性机械臂 动力学建模 奇异摄动 模糊终端滑模控制 振动抑制
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单杆柔性机械臂的轨迹跟踪与末端弹性振动复合控制 被引量:4
18
作者 李爱民 《机床与液压》 北大核心 2017年第21期21-25,55,共6页
针对单杆柔性机械臂末端轨迹跟踪和弹性振动抑制的问题,提出了一种基于奇异摄动法的复合控制方法。采用假设模态法和Lagrange方程推导出柔性臂的动力学模型。基于奇异摄动法将柔性臂的刚柔耦合动力学方程分解成慢变(刚性)和快变(弹性)... 针对单杆柔性机械臂末端轨迹跟踪和弹性振动抑制的问题,提出了一种基于奇异摄动法的复合控制方法。采用假设模态法和Lagrange方程推导出柔性臂的动力学模型。基于奇异摄动法将柔性臂的刚柔耦合动力学方程分解成慢变(刚性)和快变(弹性)两个子系统。慢变子系统控制器选择滑模控制和PID控制相结合的方法以抑制控制输入引起的抖振,快变子系统则选择LQR最优控制方法以实现简单的线性状态反馈控制律。数值仿真表明:该方法不仅能实现柔性臂的轨迹跟踪,而且有效地抑制了柔性臂运动过程中的弹性振动。并且,采用滑模控制和PID控制相结合的方法设计的慢变子系统控制,能减少普通滑模控制中的输入抖振,具有更好的控制效果。 展开更多
关键词 柔性臂 奇异摄动 滑模控制 pid 最优控制
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基于观测器的柔性两杆空间机械臂鲁棒控制 被引量:2
19
作者 于潇雁 陈力 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1520-1527,共8页
讨论了载体位置、姿态均不受控情况下漂浮基柔性两杆空间机械臂基于线性观测器的关节运动鲁棒控制及柔性振动最优控制。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... 讨论了载体位置、姿态均不受控情况下漂浮基柔性两杆空间机械臂基于线性观测器的关节运动鲁棒控制及柔性振动最优控制。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,得到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,即基于线性观测器的鲁棒慢变子系统控制律与基于线性观测器的柔性臂快变子系统最优控制律,系统的数值仿真证实了方法的有效性。 展开更多
关键词 柔性两杆空间机械臂 奇异摄动法 鲁棒控制 线性观测器 柔性振动最优控制
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模型参数不确定双臂柔性机械手的轨迹跟踪控制(英文) 被引量:1
20
作者 王艳敏 冯勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第20期6534-6538,共5页
基于奇异摄动方法,在将参数不确定双臂柔性机械手分解为慢变和快变两个子系统基础上,提出一种复合控制方法,以实现关节轨迹跟踪控制,抑制弹性振动。针对慢变子系统,提出一种模糊非奇异终端滑模控制方法,保证系统的全局稳定性,提高系统... 基于奇异摄动方法,在将参数不确定双臂柔性机械手分解为慢变和快变两个子系统基础上,提出一种复合控制方法,以实现关节轨迹跟踪控制,抑制弹性振动。针对慢变子系统,提出一种模糊非奇异终端滑模控制方法,保证系统的全局稳定性,提高系统的跟踪速度和精度,同时消除滑模控制的抖振现象。针对快变子系统,提出一种基于观测器的LQR控制方法,估计系统不可测状态,压制柔性振动。仿真结果证明所提方法的有效性。 展开更多
关键词 柔性机械手 非奇异终端滑模控制 模糊控制 奇异摄动
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