收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

柔性关节机器人的参数辨识及模糊控制研究

王峰  
【摘要】:本论文以柔性关节机器人为研究对象,研究了柔性关节机器人的动力学参数辨识、建模分析及模糊控制等问题。结合柔性关节机器人工作过程中运动状态下的关节面参数动态变化、参数不确定、建模误差、未知干扰扰动影响、控制器的脆弱性和输入时滞问题等实际情况,通过理论推导和实验验证相结合,得出可以解决这些问题的参数辨识和控制方法,为柔性关节机器人的辨识和控制提供了可供借鉴的结论和结果,论文的主要研究工作如下: 1提出一种运动状态下的机器人关节面参数辨识方法。将机器人柔性关节等效为弹性扭转轴,结合行波分析方法,建立了机器人运动机构系统的波导方程和运动状态下机器人系统激励预测模型。根据波导方程和激励预测模型等建立机器人系统振动方程,推导出关节动态刚度和阻尼的辨识模型。根据RBF径向基函数神经网络能够以任意精度逼近非线性函数的特点辨识机器人关节的动态刚度和阻尼,以固定的运动轨迹驱动3自由度柔性关节机器人并对其进行辨识实验研究。 2提出柔性关节机器人的模糊鲁棒控制方法。分析柔性关节机器人的动力学模型,针对不可避免的参数不确定性情况展开研究,并建立柔性关节机器人的不确定T-S模糊模型。 (1)根据平行分布补偿原则(PDC),设计模糊鲁棒控制器,构造柔性关节机器人模糊控制系统。根据Lyapunov函数方法求取柔性关节机器人闭环控制系统的稳定性条件,并根据线性矩阵不等式方法(LMI)给出求解方法。 (2)同时考虑输入受限和输出受限情况,并根据Lyapunov函数方法求取受限条件下柔性关节机器人闭环模糊控制系统的稳定性条件并求解对应的线性矩阵不等式(LMI)。 通过MATLAB软件进行数值仿真实验,验证柔性关节机器人的模糊鲁棒控制方法的鲁棒性。 3提出柔性关节机器人的模糊H-inf控制方法、模糊无源控制方法和模糊耗散控制方法。分析柔性关节机器人的动力学模型,针对参数不确定性,未知干扰情况,并建立柔性关节机器人的T-S模糊模型。 (1)根据平行分布补偿原则(PDC),设计模糊控制器,引入H-inf性能指标和无源性抑制参数不确定性,未知干扰对柔性关节机器人控制系统的影响。 (2)为了增加控制器设计的灵活性,引入耗散控制抑制未知干扰对柔性关节机器人控制系统的影响。 构造柔性关节机器人模糊控制系统。根据Lyapunov函数方法求取柔性关节机器人闭环控制系统的稳定性条件,并求解对应的线性矩阵不等式(LMI)。通过MATLAB软件进行数值仿真实验验证控制方法的鲁棒性,抑制未知干扰对控制系统的影响。 4提出柔性关节机器人的模糊非脆弱控制方法和模糊非脆弱耗散控制方法。针对控制器的脆弱性、参数不确定性、未知干扰和建模误差情况。分析柔性关节机器人的动力学模型,并建立柔性关节机器人的T-S模糊模型。 (1)根据平行分布补偿原则(PDC),设计模糊非脆弱控制器,控制器的设计中考虑增益的加性摄动和乘性摄动。引入H-inf性能指标抑制参数不确定性、未知干扰和建模误差对柔性关节机器人控制系统的影响。 (2)在设计模糊非脆弱控制器的基础上引入耗散控制方法抑制参数不确定性,未知干扰和建模误差对柔性关节机器人控制系统的影响,增加控制器设计的灵活性。 构造柔性关节机器人闭环模糊控制系统。根据Lyapunov函数方法求取柔性关节机器人闭环模糊控制系统的稳定性条件,并根据线性矩阵不等式方法(LMI)给出求解方法。通过MATLAB软件数值仿真实验验证控制方法的有效性和鲁棒性。 5提出柔性关节机器人的模糊输入时滞耗散控制方法和模糊输入时滞非脆弱耗散控制方法。针对远程工作过程中控制器产生的输入时滞问题、参数不确定性、控制器的脆弱性、建模误差和未知干扰问题等情况展开研究。分析柔性关节机器人的动力学模型,并建立柔性关节机器人的T-S模糊模型。 (1)根据平行分布补偿原则(PDC),设计模糊输入时滞耗散控制器,引入耗散性控制方法抑制参数不确定性,未知干扰和建模误差对柔性关节机器人控制系统的影响。 (2)在引入耗散性控制方法的基础上设计模糊输入时滞非脆弱耗散控制器,抑制控制器的脆弱性对柔性关节机器人控制系统的影响。 构造柔性关节机器人闭环模糊控制系统,根据Lyapunov函数方法求取柔性关节机器人闭环模糊控制系统的稳定性和耗散性条件并求解对应的线性矩阵不等式(LMI)。通过MATLAB软件数值仿真实验验证控制方法的有效性和鲁棒性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 庄未;刘晓平;;运动状态下柔性关节机器人振动环境预测[J];北京邮电大学学报;2009年05期
2 王昌银;林建亚;路甬祥;;机器人关节最优状态反馈控制[J];机床与液压;1991年02期
3 巨永锋;宋舒;;多极旋转变压器在机器人关节角位置检测中的应用[J];电气自动化;1995年01期
4 王昌银;王应建;林建亚;路甬祥;;基于超稳定性理论的机器人关节模型参考自适应控制[J];自动化技术与应用;1991年01期
5 王昌银;林建亚;路甬祥;;自适应控制在工业机器人中的应用[J];电气自动化;1994年05期
6 唐润宏;陈文楷;余跃庆;;松下交流伺服系统与PMAC控制卡在机器人中的应用[J];仪器仪表用户;2006年05期
7 王东署;张文丙;;基于遗传算法的机器人最优测量构型研究[J];中国机械工程;2008年03期
8 李东洁;邱江艳;尤波;;一种机器人轨迹规划的优化算法[J];电机与控制学报;2009年01期
9 王斌锐;周唯逸;许宏;;形状记忆合金编织网气动肌肉的驱动特性[J];中国机械工程;2009年04期
10 解则晓;辛少辉;李绪勇;徐尚;;基于单目视觉的机器人标定方法[J];机械工程学报;2011年05期
11 虞忠伟;陈辉堂;;基于Windows环境下硬件中断的机器人关节控制器设计[J];电气自动化;2000年02期
12 刘晓玉;方康玲;;基于图像的机器人视觉伺服控制[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2006年05期
13 陈德明;王润孝;冯华山;段清娟;;四足仿生机器人关节运动控制器的设计与实现[J];组合机床与自动化加工技术;2007年05期
14 张思博;董春;李宗帅;刘颜;;单自由度关节型机器人机械负载动力学模拟实验平台设计[J];机械与电子;2008年03期
15 吴伟国;侯月阳;;机器人关节用挠性驱动单元设计与粘弹性动力学建模[J];机械工程学报;2011年07期
16 王永洁,吴伟国;多关节型机器人结构设计智能CAD软件PUMAICAD的研制[J];哈尔滨工业大学学报;1992年06期
17 孟传伟;蒋平;于之训;陈辉堂;;基于ispLSI的机器人控制器设计[J];电气自动化;1997年05期
18 王东署;迟健男;;激光加工机器人标定的神经网络法[J];系统仿真学报;2006年10期
19 尤波;李东洁;徐军;;水轮机叶片修复机器人控制系统设计[J];控制工程;2007年S1期
20 荆学东;鲁省龙;黄绍民;张宝文;;应用基于运动螺旋的机器人正解映射求解搬运机器人的逆运动学问题[J];陕西科技大学学报(自然科学版);2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢立敏;陈力;;参数不确定的柔性关节空间机械臂系统的鲁棒控制[A];第七届全国多体系统动力学暨第二届全国航天动力学与控制学术会议会议论文集[C];2011年
2 赵志刚;田浩;赵阳;;空间机械臂柔性关节轨迹跟踪自抗扰控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
3 吴茂敏;陈建;钟允晖;赵燕伟;;制鞋涂胶机器人转接点处速度规划及其ADAMS仿真研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2011年
4 孙智慧;庞明;晏祖根;;基于自适应伪并行遗传算法的包装码垛机器人轨迹规划[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会2010年学术年会论文集[C];2010年
5 苏剑波;冯纯伯;;双机器人手眼协调系统[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
6 吴成东;陈莉;邹立君;;机器人顺应运动速度与力混合控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
7 杨明;苏学成;李贻斌;樊炳辉;逢振旭;;一种机器人关节控制系统研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 杨庆华;张立彬;阮健;;气动弯曲关节的特性研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第四卷)[C];2002年
9 吴启迪;刘成菊;张家奇;陈启军;;生物诱导的机器人行走控制研究进展[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第四分册)[中国科学(专刊)][C];2009年
10 周友行;邹湘伏;何清华;;多臂机器人关节间的碰撞检测研究[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王峰;柔性关节机器人的参数辨识及模糊控制研究[D];北京邮电大学;2012年
2 刘津甦;复杂环境中的人形机器人行走规划[D];中国科学技术大学;2010年
3 薛峰;面向室内环境的人形机器人的运动控制[D];中国科学技术大学;2012年
4 李敏;滤波驱动机构不确定性补偿的机器人鲁棒滑模控制方法研究[D];重庆大学;2012年
5 唐矫燕;载人两足步行椅机器人稳定性分析与控制策略[D];上海交通大学;2011年
6 赵大旭;介入诊疗机器人多体系统建模分析与实现[D];南京航空航天大学;2010年
7 李晓鹏;煤矿探测机器人姿态控制与局部路径规划研究[D];西安科技大学;2011年
8 李宏凯;类壁虎机器人的仿生控制:从行为观测到控制实现[D];南京航空航天大学;2010年
9 钟秋波;类人机器人运动规划关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 刘念聪;基于γ射线的管道焊缝检测机器人关键技术研究[D];成都理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张胜乾;柔性关节机器人渐近稳定非线性位置控制[D];西安电子科技大学;2011年
2 邢学彬;下肢康复柔性关节机器人的研究[D];沈阳工业大学;2011年
3 孙美艳;可重构环保机器人的构形及运动学分析[D];江苏大学;2010年
4 田祥庆;双目家政机器人的目标物识别及抓取研究[D];华南理工大学;2010年
5 贾海军;复杂环境光学模块装校机器人的设计与研究[D];重庆大学;2010年
6 许巍;电解质清理机器人设计及动态性能研究[D];兰州理工大学;2010年
7 唐振金;半智能机器人控制与负载效应研究[D];华南理工大学;2010年
8 李林;多足仿生机器蟹结构设计及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 年士瑞;双足人形机器人多目标步态规划的研究[D];合肥工业大学;2011年
10 叶壮;欠驱动机器人的模糊控制与应用实例开发[D];北京邮电大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;黑色魅力无法挡[N];电脑报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978