自由浮动柔性空间双臂机器人的混合抑振控制

针对一种双臂4关节末端为柔性连杆的自由浮动空间机器人,将自由浮动空间柔性双臂机器人开链系统的柔性杆视为Euler-Bernoulli梁.采用假设模态法对柔性连杆的变形进行近似描述,忽略高阶弹性振动模态,根据拉格朗日法,并结合系统动量守恒,推导了自由浮动空间柔性双臂机器人开链系统的动力学方程和振动方程;考虑弹性变形、建模误差及扰动项,以及动力学的非线性强耦合效应,在模态空间下,采用模糊滑模及最优控制的混合控制方法,讨论空间柔性双臂机器人操作臂在捕获运动时的轨迹跟踪及振动抑制问题.仿真实验表明,混合控制可以削弱滑模控制的抖振程度,使得滑模控制的输出更平稳,有效地抑制柔性连杆产生的弹性振动,保持操作臂末端轨迹跟踪的鲁棒性.     

捕获载荷冲击漂浮基柔性空间机械臂动力学响应评估与自适应镇定控制及主动抑制

分析漂浮基柔性空间机械臂受捕获载荷冲击后动力学响应及控制,利用假设模态法近似描述空间机械臂柔性杆弹性变形;利用第二类拉格朗日方程建立漂浮基空间机械臂系统动力学模型。基于动量守恒原理,利用动量冲量法评估受捕获载荷冲击后漂浮基空间机械臂系统动力学响应。设计自适应控制算法对受捕获载荷碰撞冲击后不稳定漂浮基空间机械臂进行镇定控制;设计线性二次最优控制算法抑制柔性杆弹性振动。用数值仿真验证控制算法的有效性。     

基于压电换能器的柔性梁动力学建模及主动振动控制

本文以Euler-Bernoulli柔性梁为研究对象,在铰接-自由的边界条件下,运用哈密尔顿原理以及变分和积分的数学方法建立了柔性梁系统的动力学模型.采用假设模态法离散柔性梁的弹性变形,通过数值求解得到柔性梁弹性变形的振型函数.为了能够快速抑制柔性梁的弹性振动,基于压电换能器对其进行主动振动控制.结合压电换能器的传感器和作动器的动力学模型,推导了压电换能器主动控制力作用下柔性梁系统的整体动力学方程.利用MATLAB/Simulink对所建立的动力学模型进行仿真实验研究,发现在施加外界主动控制力的作用下,柔性梁系统的弹性振动得到了有效的抑制.     

压电柔性机械臂的实验辨识及最优极点配置抑振控制

研究了压电柔性臂系统的实验辨识和基于极点配置法的振动主动控制问题。针对粘贴应变传感器和压电致动器的压电柔性臂系统,提出了零点重新分布的理论传递函数模型。通过扫频实验采用频域辨识方法确立了从压电致动器控制电压输入到应变桥路电压输出的实验传递函数模型,辨识模型与实际结构响应吻合程度达94.8%。并通过多频激励实验证实了辨识模型与实际结构具有较高的一致性。利用辨识得到的传递函数模型建立了系统状态方程表达式,提出了一种移动距离最短、满足系统闭环阻尼要求的闭环极点位置确立方法。不同闭环极点下的数值仿真和实验结果均证明了采用的最优极点配置方法的有效性。实验结果表明,柔性臂在特定激励和外界干扰激励下产生的弹性振动均得到了有效抑制。所提出的模型辨识方法和极点配置策略是可行的。     

基于迭代学习的柔性机械臂振动联合抑制方法

传统柔性机械臂振动联合抑制方法存在振动位移过大的缺陷，机械臂振动联合抑制效果不佳。为此，本文提出基于迭代学习的柔性机械臂振动联合抑制方法。分析柔性机械臂基座和关节重心间的关系，确定柔性机械臂的空间位姿，获取包括弹性变形模量、弹性变形系数、关节动能在内的柔性机械臂关节柔性参数，构建二阶非齐次线性方程，采用迭代学习求解方程的解，实现柔性机械臂振动联合抑制。实验结果表明：在位移跟踪角度60°与90°两种实验条件下，此次设计的柔性机械臂振动联合抑制方法，比奇异摄动方法、改进蚁群算法的振动位移均值分别少4.066 mm和4.255 mm，证明在融合迭代学习算法后，此次设计的柔性机械臂振动联合抑制方法效果更好。     

柔性机械臂非线性动力学模型及控制的研究

针对轴向不伸长的Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｉ梁，采用假设模态法，根据能量一致性原理，利用变形约束方程和小变形假设条件，对带有末端荷载的柔性机械臂，推导出考虑动力刚化（ＤｙｎｍａｉｃＳｔｉｆ－ｅｎｉｎｇ）影响的柔性机械臂有限维一致线性化动力学方程。为实现柔性机械臂关节转角运动轨迹的精确跟踪，采用基于输入输出部分线性化的控制方法设计非线性控制器，对该非线性动力学模型进行解耦并产生理想关节转角运动轨迹的控制输入。采用线性系统最优状态反馈控制规律设计弹性模态稳态器抑制弹性体的振动。数值仿真验证了该控制策略的有效性。     

柔性空间机器人基于关节柔性补偿控制器与虚拟力概念的模糊全局滑模控制及振动主动抑制

空间机器人系统的柔性主要体现在空间机器人的臂杆和连接各臂杆之间的铰关节;由于空间机器人系统结构的复杂性,以往研究人员对同时具有柔性关节和柔性臂的系统关注不够;为此讨论了参数不确定情况下柔性关节、柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、运动控制方案设计和以及臂、关节双重柔性振动的分阶主动抑制问题。依据线动量、角动量守恒关系并基于拉格朗日方程、线性扭转弹簧及假设模态法推导了系统动力学模型;以此为基础;针对空间机器人实际应用中各关节铰具有较强柔性的情况,引入了关节柔性补偿控制器并结合奇异摄动技术将整个系统分解成独立时间尺度的电机力矩动力子系统和柔性臂子系统;针对电机力矩动力子系统,设计了力矩微分反馈控制器来抑制关节柔性引起的系统弹性振动;针对柔性臂子系统,提出了一种基于虚拟力概念的自适应模糊全局滑模控制方案,由于运用了虚拟力的概念,从而通过仅设计一个控制输入就可达到既跟踪期望轨迹又抑制柔性臂柔性振动的控制目标。计算机数值仿真对比实验证实了该方法的可靠性和有效性。     

双重驱动机器人柔性手臂的研究

本文研究了机器人柔性手臂的实验系统,针对柔性臂的振动问题和定位精度问题,提出了在单个关节柔性臂上实现宏／微结合双重驱动的基本思想。用伺服电机实现柔性臂的宏动,用压电陶瓷驱动器实现柔性臂的微动,通过有效地控制伺服电机和压电陶瓷驱动器抑制柔性臂的振动,并完成柔性臂的精密定位。     

采用干扰补偿模糊整定的双柔性机械臂抑振策略

双柔性机械臂由柔性关节和变长度的柔性负载组成,会同时受到柔性、摩擦和参数时变的影响,在运动过程中,它会出现振动的现象,导致末端执行器的跟踪精度降低。本文采用基于干扰观测器的模糊整定PI策略控制双柔性机械臂伺服系统的输出转速,通过控制柔性负载的转速波动间接抑制机械臂的振动。根据假设模态法和拉格朗日原理建立了考虑变形的双柔性机械臂伺服系统的动力学方程。根据鲁棒稳定性理论设计干扰观测器中的低通滤波器,使干扰观测器同时满足控制器参数时变和受控对象参数摄动的稳定性。通过数值仿真分析和双柔性机械臂伺服系统控制实验,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,本文提出的控制策略可以更好地消除参数时变和柔性对于输出转速的影响,提高末端执行器的控制精度。     

漂浮基柔性空间机械臂关节运动的分块神经网络控制及柔性振动模糊控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,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漂浮基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。据此,设计了柔性空间机械臂系统载体姿态及机械臂关节铰协调运动的组合控制器。针对慢变子系统——柔性空间机械臂的刚性运动,设计了分块神经网络控制器,以完成系统参数未知情况下关节空间协调运动的轨迹跟踪;而对于快变子系统——柔性臂的振动,则设计了模糊控制器来主动抑制柔性杆的振动。数值仿真证实了提出方法的有效性。     

A Review of Robotic Force/Position Control

This paper reviews robotic position and force control techniques. The existing fundamental force control algorithms are compared and discussed,including explicit / implicit control,stiffness control,impedance / admittance control,and hybrid position / force control. This work is intended to give a basic guidance for understanding and utilization of the fundamental robotic control algorithm.     

两结构联系振动控制体系及控制元件参数优化

本文提出了两结构依靠控制元件（弹性及阻尼元件）联系组成的两结构联系振动控制体系。给出了控制元件在两结构间优化布置的设计方法及控制元件参数（弹簧刚度、阻尼元件阻尼值）的优化设计方法。应用本文的方法，对两结构联系振动控制系统进行优化设计，得到经济的优化设计方案。     

自适应前馈振动主动控制的参数选择与稳定性

基于自适应滤波的自适应前馈振动主动控制系统的等效传递函数，对控制系统的参数选择及稳定性进行研究。将受控结构模型变换到Ｚ域，推导控制系统的等效Ｚ域传递函数，把朱利（Ｊｕｒｙ）稳定判据引入控制系统的稳定性研究，探讨采样频率、滤波器阶数、参考信号等对系统稳定性的影响，得出了具有指导意义的结论     

印刷控制条技术综述

详细介绍了印刷控制条的控制原理、控制参数、控制具体印刷参数的方法;以传统印刷控制条为基础,着重分析了数字印刷控制条在控制方法、应用前景方面的优势和显著的实际应用价值.全面认识、深入理解印刷控制条对于印刷品质量控制的生产实践具有积极的理论指导意义.     

离心压缩机排气压力与防喘振自动控制的实现

为在空分设备DCS系统上实现对氮气循环离心压缩机的全自动控制,对氮压机的防喘振控制和排气压力自动控制进行优化改造。介绍防喘振控制方案的选择和控制逻辑设计,阐述氮压机的防喘振控制逻辑和排气压力自动控制逻辑。     

Control of beam vibrations by means of piezoelectric devices: theory and experiments

The problem of the attenuation of the vibration effects in active cantilever beams has been approached by two strategies, position and velocity control, which have been simulated numerically and analysed experimentally. The numerical simulation has been developed by means of a finite element approach based on an Euler–Bernoulli model and subsequent modal factorisation. Each device as well as each electronic circuit, present in the single-input single-output control system has been modelled and the results of the numerical simulations have been compared with the ones obtained in the experimental tests. A good correspondence has been obtained in all the examined cases.     

基于智能模糊控制策略的有源消声

有源消声是一种有效的低频噪声控制方法，由于空间有源消声过程具有时变性和非线性，传统的自适应算法不能进行很有效的控制。本文采用智能模糊控制策略，建立了基于智能模糊控制策略的有源消声系统，通过实验与传统自适应控制算法的消声效果作对比分析，证明智能模糊控制器不但控制速度快，易于实现，而且消声效果明显优于后者，具有较大的应用推广价值。     

高精度温度控制方式述评

对高精度温度控制系统中常用的模拟控制方式、数字控制方式和模拟/数字控制方式作了比较,目的在于找到既能满足计量检定恒温装置所需的技术指标、又方便实用的控制方式.     

激光陀螺锁区及速率偏频控制系统

应用模糊PID 控制技术设计并实现了激光陀螺速率偏频控制系统。对模糊PID控制规律中 参数的选择进行了分析,并对控制结果进行了讨论。结果表明:偏频台速率平稳性优于3.12×10-4,角速率正反向换向速度快,在±63°s-1之间的转换时间约为14ms, 且换向过程超调很小。     

林德LSC同步控制系统分析

本文介绍了林德 LSC 同步控制系统及其控制原理,并对其重要组成部分 HPR 复合控制功能变量泵的控制方式和控制原理进行了详细的分析。