雙連桿機(jī)械臂的改進(jìn)自抗擾控制器設(shè)計(jì)

基于lagrange方程和假設(shè)模態(tài)法,推導(dǎo)出單連桿柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用微分幾何輸出重定義的方法,將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角和振動(dòng)模態(tài)變量的線性組合作為柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的控制輸出量,使柔性機(jī)械臂系統(tǒng)在平衡點(diǎn)附近轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诳刂频淖钚∠辔幌到y(tǒng)。設(shè)計(jì)了一種滑?？刂破?實(shí)現(xiàn)了柔性機(jī)械臂的振動(dòng)抑制,仿真試驗(yàn)結(jié)果表明了該方法的有效性。

以平面雙連桿彈性機(jī)械臂為對(duì)象,采用相對(duì)坐標(biāo)系法,利用圓向量函數(shù),建立了bernoulleuler梁的離散化動(dòng)力學(xué)模型,并且進(jìn)行了數(shù)值仿真.

以豎直平面內(nèi)雙連桿彈性機(jī)械臂bernoulli-euler梁為對(duì)象,用lagrange方程建立了雙連桿彈性機(jī)械臂懸臂梁模式分布參數(shù)動(dòng)力學(xué)方程,并進(jìn)行離散化,得出可進(jìn)行數(shù)值仿真的動(dòng)力學(xué)方程.

為了驗(yàn)證系統(tǒng)在有限時(shí)間控制律的作用下具有收斂速度快,穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點(diǎn),采用有限拍控制方法設(shè)計(jì)有限時(shí)間控制器。并以一個(gè)單連桿機(jī)器人手臂為研究對(duì)象,先建立柔性機(jī)械臂的數(shù)學(xué)模型,再基于近似線性化方法得到機(jī)械臂的線性數(shù)學(xué)模型,并在matlab仿真軟件simulink環(huán)境中做了柔性機(jī)械臂在有限時(shí)間控制器作用下的響應(yīng)速率與穩(wěn)態(tài)誤差實(shí)驗(yàn)。分析試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到系統(tǒng)在有限時(shí)間控制律作用下具有較好的收斂速度與穩(wěn)態(tài)誤差。

機(jī)械系統(tǒng)如移動(dòng)機(jī)器人、機(jī)械臂等在運(yùn)動(dòng)過程中通常會(huì)受到隨機(jī)干擾.針對(duì)隨機(jī)激勵(lì)下單連桿柔性機(jī)械臂的數(shù)學(xué)建模和控制問題,目前還沒有相關(guān)的研究.本文引入隨機(jī)干擾,建立了一個(gè)具有未知參數(shù)的隨機(jī)動(dòng)力學(xué)模型.然后通過坐標(biāo)變換,將該模型化成一個(gè)4階系統(tǒng).在此基礎(chǔ)上,結(jié)合自適應(yīng)理論,動(dòng)態(tài)面方法和lyapunov方法,設(shè)計(jì)了一種新的控制器.這種控制器有效地避免了傳統(tǒng)方法中的過參數(shù)估計(jì)和復(fù)雜性爆炸的問題,同時(shí)可以保證跟蹤誤差在均方意義下任意小,且閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號(hào)依概率有界.最后通過一個(gè)仿真例子驗(yàn)證了本文理論的有效性.

課程設(shè)計(jì)說明書 題目：智能車及裝配機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 2011年10月 1 目錄 1.摘要···························································1 2.前言···························································1 3.方案論證·······················································1 4.硬件設(shè)計(jì)·······················································4 5.軟件設(shè)計(jì)·······················································5 6.修改建議··················

提出一種運(yùn)用滑?？刂萍夹g(shù)設(shè)計(jì)單連桿柔性機(jī)械臂魯棒控制器的方法?；？刂茟?yīng)用于柔性臂的剛性運(yùn)動(dòng)和彈性振動(dòng)的控制;而極點(diǎn)配置技術(shù)的應(yīng)用,主要是設(shè)置滑模面的極點(diǎn),以獲得良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。實(shí)例仿真結(jié)果表明,該控制方案能有效地抑制柔性臂的彈性振動(dòng),對(duì)不確定參數(shù)具有魯棒性。

研究了ppr型平面欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂(第1個(gè)關(guān)節(jié)和第2個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié)且是受控的,第3個(gè)關(guān)節(jié)為被動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié))在水平面運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)位控制問題.首先,通過輸入和坐標(biāo)變換方法,系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程被變換成二階鏈?zhǔn)叫问?其次,提出用反步法推導(dǎo)出保證系統(tǒng)指數(shù)漸近穩(wěn)定的控制器.仿真結(jié)果表明,機(jī)械臂能夠穩(wěn)定地從任意初始位置運(yùn)動(dòng)到任意給定的位置,從而證明了控制器設(shè)計(jì)的有效性.

針對(duì)六自由度機(jī)械臂耦合性強(qiáng)、時(shí)變、非線性等性能,基于拉格朗日動(dòng)力學(xué)建模方法,文章采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近模型,實(shí)現(xiàn)高精度軌跡跟蹤。該方法根據(jù)六自由度機(jī)械臂本體采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行黑箱辨識(shí)建模解耦,建模過程采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近,提升建模精度、簡(jiǎn)化建模過程。針對(duì)解耦后的系統(tǒng),還需建立pid閉環(huán)控制器進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤控制。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的pid控制器能夠改善系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性,并有效抑制抖動(dòng)。

變風(fēng)量空調(diào)是一個(gè)多輸入多輸出的系統(tǒng),由于具有多個(gè)回路,各個(gè)回路之間相互影響,具有強(qiáng)耦合、非線性和大時(shí)滯等特點(diǎn)。常規(guī)pid控制存在穩(wěn)定性與精確性的矛盾。文中根據(jù)自抗擾控制原理,分析了變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的耦合關(guān)系,通過擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)總擾動(dòng)的估計(jì)和補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)解耦控制。文中將其用于變風(fēng)量空調(diào)末端的主回路溫度控制系統(tǒng)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與pid控制相比,自抗擾控制器的超調(diào)量、時(shí)滯等得到了明顯改善。

基于嵌入式系統(tǒng)的智能機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：趙艷艷 作者單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,南京,210031 刊名：機(jī)電一體化 英文刊名：mechatronics 年，卷(期)：2011(8) 參考文獻(xiàn)(6條) 1.寧柯軍;楊汝清一種適合嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械臂位置逆解算法與實(shí)驗(yàn)研究2004(01) 2.岳明;郭培源基于模糊算法嵌入式系統(tǒng)在機(jī)械臂中的應(yīng)用2009(01) 3.寧柯軍;楊汝清基于多智能體的機(jī)械臂嵌入式系統(tǒng)控制[期刊論文]-上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)2005(01) 4.寧柯軍;楊汝清基于嵌入式系統(tǒng)和can總線的檢修機(jī)械臂控制系統(tǒng)2007(01) 5.吳宏;蔣仕龍運(yùn)動(dòng)控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展[期刊論文]-制造技術(shù)與機(jī)床2004(01) 6.張冬泉;譚南林;王雪梅windowsce實(shí)用開發(fā)技術(shù)2006 本文讀者也讀過(8條) 1.建筑設(shè)備監(jiān)

工業(yè)機(jī)械臂實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)_吳振宇

本文利用ｄ’ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了單桿柔性機(jī)械的動(dòng)力學(xué)方程，并用模態(tài)展開法對(duì)其進(jìn)行了離散化。最后，給出了計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果。為進(jìn)一步開展多桿柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析其控制打下了基礎(chǔ)。

機(jī)器人在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著重要的位置,以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合機(jī)械臂手眼標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠?yàn)檎w的機(jī)器人設(shè)計(jì)性能提升奠定基礎(chǔ),同時(shí)在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用輔助下,將手眼標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)構(gòu)成和具體的系統(tǒng)構(gòu)建結(jié)合,以此提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能進(jìn)行優(yōu)化。鑒于此,本文針對(duì)基于計(jì)算機(jī)視覺的機(jī)械臂手眼標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

基于修正的固定界面子結(jié)構(gòu)模態(tài)綜合法———craig-bampton法,利用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件msc.adams與有限元分析軟件msc.nastran完成對(duì)雙連桿柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模,進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,并且與剛性臂運(yùn)動(dòng)相比較,對(duì)柔性機(jī)械臂末端運(yùn)動(dòng)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了頻譜分析。分析結(jié)果表明,這種方法在多柔體系統(tǒng)建模和分析中是精確和高效的。

目前對(duì)于機(jī)器人開門方法的研究基本都是在機(jī)械臂位于門前固定位置的前提下,通過對(duì)門把手進(jìn)行識(shí)別來實(shí)現(xiàn)的。將機(jī)械臂與機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)控制相結(jié)合,提出了一種基于深度傳感器(kincet)的移動(dòng)機(jī)械臂開門策略。給出開門策略的流程圖,分析基于kinect的圖像接收處理過程,采用色調(diào)-飽和度-強(qiáng)度(hsi)顏色空間對(duì)門把手進(jìn)行定位的方法以及將門把手定位信息與五自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制相結(jié)合的控制策略。在vs2008環(huán)境下編寫控制軟件,以開門實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。

機(jī)械原理8連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

講述了用psd構(gòu)造柔性臂末端振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程,包括測(cè)量原理,光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造,psd的后續(xù)處理電路和系統(tǒng)標(biāo)定等。介紹了一個(gè)基于psd的雙連桿柔性機(jī)械臂末端振動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)0.1mm。

主要研究了網(wǎng)絡(luò)化單連桿剛性關(guān)節(jié)機(jī)械臂系統(tǒng)的可控性問題?；趩屋斎搿獱顟B(tài)反饋線性化技術(shù),提出了一種可行的網(wǎng)絡(luò)化單連桿剛性關(guān)節(jié)機(jī)械臂系統(tǒng)可控性分析方法,并給出了網(wǎng)絡(luò)化單連桿剛性關(guān)節(jié)機(jī)械臂系統(tǒng)可控性的一般準(zhǔn)則。準(zhǔn)則表明鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)化單連桿剛性關(guān)節(jié)機(jī)械臂系統(tǒng)總是可控的,并且其控制輸入能夠精確地顯式表達(dá)出來。最后通過仿真驗(yàn)證了所給理論結(jié)果的有效性。

本文以雙連桿機(jī)械臂為對(duì)象,針對(duì)這一類非線性的機(jī)械模型對(duì)象,利用拉格朗日法對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,以便于根據(jù)模型設(shè)計(jì)各種不同的控制器,不僅使雙連桿機(jī)械臂系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能,同時(shí)也保證了系統(tǒng)具有較好的魯棒性。筆者通過仿真實(shí)例驗(yàn)證了所給結(jié)果的有效性,為機(jī)械臂的控制提供了一種新的思路。

基于傳統(tǒng)最優(yōu)化理論及經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)存在局部極值、對(duì)目標(biāo)函數(shù)的可微性有嚴(yán)格要求、優(yōu)化結(jié)果與初始值有較大的相關(guān)性等。以五自由度機(jī)械臂桿件長(zhǎng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)為例,建立以機(jī)械臂各桿件長(zhǎng)度為變量的總功率、各關(guān)節(jié)角加速度和結(jié)構(gòu)緊湊性的目標(biāo)函數(shù),運(yùn)用多目標(biāo)遺傳算法結(jié)合模糊判斷策略的智能優(yōu)化方法,并與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的求解計(jì)算進(jìn)行對(duì)比分析,表明智能優(yōu)化方法對(duì)機(jī)械臂桿件長(zhǎng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果更加滿足經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)空間的要求。

為了適應(yīng)10kv配電線路帶電作業(yè)的要求,研制了一種能夠最大限度地滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境要求的主從式力反饋液壓機(jī)械臂系統(tǒng),包括機(jī)械臂本體、力反饋主手、手持終端、主手控制器、液壓伺服驅(qū)動(dòng)器和液壓供油系統(tǒng)。采用位置、力雙向伺服控制方式,主從手是同型結(jié)構(gòu),能提高操作的靈活性、工作效率和安全性,避免對(duì)機(jī)械臂和周圍環(huán)境的損害。在10kv配電線路上進(jìn)行試驗(yàn),證明了所設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)的合理性。