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更新時間：2025.05.31
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球形電動機(jī)直接支承驅(qū)動的多自由度球形主動關(guān)節(jié)機(jī)械集成度高,在控制和軌跡規(guī)劃方面占有優(yōu)勢。但關(guān)節(jié)工作時,由于機(jī)械支承的摩擦磨損,造成關(guān)節(jié)部件發(fā)熱,導(dǎo)致關(guān)節(jié)的靜、動態(tài)性能變差?；陔妱訖C(jī)技術(shù)、磁懸浮技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù),提出一種無機(jī)械摩擦和磨損、不需要潤滑的多自由度磁懸浮球形磁阻主動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),分析其工作原理;根據(jù)磁懸浮磁阻主動關(guān)節(jié)的氣隙磁能對球形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角位移和徑向位移求導(dǎo)求出關(guān)節(jié)在一個坐標(biāo)方向的電磁懸浮合力和電磁總轉(zhuǎn)矩模型;基于電磁懸浮力及電磁轉(zhuǎn)矩模型,建立主動關(guān)節(jié)系統(tǒng)的動力學(xué)原型模型和逆系統(tǒng)模型;將逆系統(tǒng)模型作為解耦控制器對原型系統(tǒng)進(jìn)行解耦控制得到解耦后的偽線性系統(tǒng),對解耦線性化的偽線性系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)反饋閉環(huán)控制,并對其進(jìn)行系統(tǒng)仿真研究;仿真結(jié)果說明,磁懸浮球形磁阻主動關(guān)節(jié)系統(tǒng)的逆系統(tǒng)解耦和狀態(tài)反饋閉環(huán)控制具有良好的動態(tài)響應(yīng)和抗干擾的魯棒特性。
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本文以磁懸浮球系統(tǒng)為研究對象,基于該系統(tǒng)的線性化模型,通過Backstepping設(shè)計方法設(shè)計了一類自適應(yīng)控制器,所設(shè)計的控制器具有結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn),控制輸入易于得到等優(yōu)點(diǎn),仿真實驗驗證了該控制器的有效性。
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專題概述
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