收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大时延水下机械手位置伺服控制技术研究

安江波  
【摘要】: 随着人类社会的发展和科学技术的进步,世界很多国家都开始重视对海洋资源的开发和利用。作为海洋开发的重要工具,水下机械手的研究日益受到人们的关注,水下机械手工作在复杂的海洋(水中)环境中,水压、腐蚀、海流、潮汐、浪涌等都将影响到水下机械手的控制性能。因此水下机械手的研究对提高水下作业能力及智能化水平具有重要的理论研究意义和实际应用价值。 体系结构与作业控制技术是水下机械手研究的关键问题之一,本文在对水下机械手总体结构、运动分析及控制系统分析和研究的基础上,开发了基于速度内环和位置外环的水下机械手双闭环位置伺服控制系统。速度内环采用PI控制,有助于抑制振荡,减小超调,提高控制系统的动态性能;位置外环采用P控制,有助于保证系统静态精度和动态跟踪的性能。对于水下机械手位置伺服控制系统,水池实验结果表明,基于速度内环和位置外环的水下机械手双闭环位置伺服控制系统适合水下环境的要求,控制精度高,具有较好的抗干扰能力,同时也验证了这种控制方法的有效性和可行性。 考虑到为无人无缆水下机器人(AUV)所配备的水下机械手的应有背景及工作环境的特殊性,控制系统内发生的大时延会影响整个控制系统的稳定性,降低系统的控制品质。针对这一问题,本文提出了在水下机械手闭环系统的前向通道和反馈通道增加了时延缓冲器和时延补偿器的方法,以减小时延对水下机械手控制系统的影响。 前向通道时延补偿器采用Smith补偿。Smith补偿是在闭环系统中增加一个补偿环节,使补偿后系统的控制通道及系统传递函数的分母不再含有延迟环节,从而改善控制系统的控制性能及稳定性;反馈通道时延补偿器是在控制系统的前向通道增加一个补偿器,使补偿后的系统等效于没有时延时的控制系统,以减小时延对控制系统的影响。由于深海作业水下机械手的时延具有随机性、可变性和不可预测性,是一种变时延。采用时延缓冲器,把变时延转换成固定时延,再进行时延补偿控制。水池实验结果验证了本文所提时延补偿方法的有效性和可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 崔殿忠,曲刚,周国斌;水下机械手液压控制系统动力机构参数的分析计算[J];机器人;1988年03期
2 D.R.勃鲁姆;费宗照;;水下机械手自适应控制系统[J];上海船舶运输科学研究所学报;1988年01期
3 朱建新,杨成云;水下机器人机械手控制系统设计[J];凿岩机械气动工具;2003年04期
4 茅及愚,徐国华,李维嘉,王承禧;5自由度自主式水下机械手的研制[J];中国机械工程;2001年S1期
5 向忠祥,茅及愚,杨农林,李维嘉;缆控水下机器人两型机械手的研制[J];机器人;1995年04期
6 ;双功能机械手夹持器[J];船艇;1990年03期
7 向忠祥,李维嘉,茅及愚,杨农林;援潜救生缆控水下机器人两型机械手研制的若干技术问题[J];海军工程学院学报;1995年02期
8 王华,孟庆鑫,王立权,谭颖;基于LM629的位置伺服控制模块的设计与研究[J];组合机床与自动化加工技术;2005年02期
9 安江波;孙昌将;凌华;;水下机械手结构设计与研究[J];机械工程与自动化;2009年02期
10 安江波;张铭钧;孙昌将;;水下机械手控制系统研究[J];机械设计与制造;2009年05期
11 徐爽;宋暖;李井泉;;位置伺服控制模式下的PID调节算法[J];电脑编程技巧与维护;2009年S1期
12 叶佩青,杨向东;基于HCTL-1100的位置伺服控制[J];组合机床与自动化加工技术;1999年03期
13 ;机器人、机械手、自动调节、控制与执行机构[J];电子科技文摘;2002年08期
14 钟勇,朱建新;机器人工作空间求解的新方法[J];凿岩机械气动工具;2003年04期
15 钟勇,朱建新;一种新的机器人工作空间求解方法[J];机床与液压;2004年04期
16 王莉;张广斌;葛运建;许德章;;基于模糊神经网络的水下机械手的运动轨迹规划[J];微计算机信息;2009年08期
17 张广斌;沈庆伟;;智能化水下机械手的研究[J];自动化与仪表;2011年10期
18 陆钟吕,孟庆鑫;主从式水下机械手液压伺服系统的研究[J];机械工程师;1988年05期
19 马厦飞;;主从式多功能水下机械手结构设计要点浅析[J];海洋技术;1991年04期
20 黄清海;王成军;刘晓华;孙兆强;;水下机械手自适应控制技术研究[J];机床与液压;2010年24期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 何晋;王杰;王华;;基于模糊策略的水下机械手轨迹控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张瀚;陈智渊;;C2000 DSP实验装置的研制[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
3 张将;张艾群;;遥控潜器(ROV)水下作业工具系统[A];中国航海学会救捞专业委员会99年优秀论文选[C];1999年
4 潘海鹏;冯孝燕;苏良瑶;;基于模糊PID复合前馈控制的电脑横机定位控制系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 肖治琥;深水机械手动力学特性及自主作业研究[D];华中科技大学;2011年
2 张寅孩;无速度传感器异步电机变频调速与位置伺服控制技术研究[D];浙江大学;2003年
3 郭莹;水下自主作业系统协调控制技术研究[D];华中科技大学;2008年
4 杜志强;高响应短行程直线直流电机的建模、控制与实验研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 安江波;大时延水下机械手位置伺服控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 胡晓函;水下机械手液压控制系统的设计与研究[D];兰州理工大学;2010年
3 秦耀昌;基于终端滑模的水下机械手运动控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 张建华;深海模拟环境中液压水下机械手的仿真研究[D];华中科技大学;2012年
5 薛利梅;水下机械手信息融合及作业规划研究[D];华中科技大学;2011年
6 陆妹;遥操作水下机械手主从控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
7 郭小庭;基于Rabbit的微小型水下机械手关节伺服控制研究[D];华中科技大学;2009年
8 郭小庭;基于Rabbit的微小型水下机械手关关伺服控制研究[D];华中科技大学;2009年
9 蒋利佳;位置伺服控制在飞剪控制系统中的分析与应用[D];武汉科技大学;2002年
10 钟勇;SW-RU型水下机械手工作空间及机构误差补偿研究[D];中南大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 深圳特区报记者 王奋强 通讯员 陈森阳;橄榄绿筑起大运安保“海上长城”[N];深圳特区报;2011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