4自由度机械手的滑模变结构轨迹跟踪控制

针对机械手的高度非线性、强耦合的特性,依据滑模变结构控制理论,提出了一种机械手的滑模变结构的控制方法,并对其进行仿真。仿真结果证明该方法对4自由度机械手的轨迹跟踪的有效和准确性。     

喷浆机械手轨迹控制研究

基于流体动力学的运动方程、连续性方程、能量方程和状态方程建立喷浆机械手电液比例控制系统的数学模型,采用PID控制算法校正系统,通过MATLAB/simulink进行机械手轨迹控制仿真分析,得到喷枪的实际运动轨迹,并与所规划轨迹进行比较。研究结果表明:喷枪的轨迹误差在合理范围内,满足喷浆作业的要求,该阀控缸电液位置伺服系统能够满足设计要求,PID控制具有稳态精度高,响应速度较快的优点。     

双臂机械手的空间姿态反馈轨迹规划

为了对双臂空间机械手的轨迹进行高精度追踪,提出将一种基于姿态反馈的轨迹规划方法引入设计过程.首先,从相关的角度推导出位姿误差的运动学模型,并分别向末端执行器和基座传达所期望的位姿命令.从控制力的角度出发,在此基础上生成利用位姿反馈出的轨迹规划.理论分析表明,当机械手处于奇异状态时,所提出的轨迹规划算法能够保证末端执行器...     

基于T-S模糊神经网络的机械手轨迹跟踪

以两自由度并联机械手为研究对象,提出了一种以T-S模糊神经网络作为反馈器,以粒子群算法优化的BP神经网络学习作为前馈控制器的机械手自适应轨迹跟踪方案。并运用ADAMS软件建立虚拟样机模型与Simulink进行联合仿真实验。仿真结果表明设计的控制方案能够较好地控制机械手的轨迹跟踪。     

水下机械手分数阶积分滑模轨迹跟踪控制方法研究

针对未知有界外部干扰下水下机械手的轨迹跟踪问题,提出了一种分数阶积分滑模控制方法。该方法采用了基于分数阶积分滑模面的指数趋近律,考虑外部扰动,在模型中添加了外部扰动的近似估计项,使得系统可以实现快速收敛,且具有较强的抗干扰能力。利用李雅普诺夫理论证明了该方法的稳定性。对六自由度水下机械手的跟踪问题进行了仿真,结果表明,该控制方法具有良好的轨迹跟踪能力,且对外部干扰表现出良好的鲁棒性。     

多处理机控制机械手的开发

由手掌、拇指和两个食指组成的三手指机械手已经研制成功。这种机械手的手指除了具有和人的手指相似的弯曲功能外,还具有整个手指可绕其纵向轴线转动的功能。它能灵巧和牢固地握紧一般形状的物体。     

气动机械手轨迹的Terminal滑模控制方法

应用Terminal滑模控制方法对三轴直角坐标型气动机械手进行连续轨迹控制。首先建立了气动位置伺服系统的数学模型,然后运用Terminal滑模控制对机械手进行轨迹控制。仿真研究结果表明,采用高阶非线性的Terminal滑模控制方法,可以使该机械手对空间直线轨迹的跟踪误差只在未达到收敛点的时间段内较大,在到达收敛点后能完全跟踪目标轨迹。     

基于轨迹规划的水下机械手电液控制系统研究

水下机械手是海洋油气开采及应急作业的重要装备,针对其作业特点,建立了机械手三维结构模型,分析了其运动学正逆解,研究了其末端执行器直线运动轨迹规划方法、电液系统模型及控制方法,以此为基础提出了基于轨迹规划的水下机械手电液控制方法。在Matlab／Simulink环境下建立了电液控制系统的仿真模型。     

液压驱动机械手的神经网络控制

针对液压驱动机械手的轨迹跟踪控制问题,在分析研究机械手动力学特点的基础上,推导出机械手的数学模型,分析了神经网络自适应控制的特点,提出了基于函数连接神经网络液压驱动机械手的自学习控制结构与控制算法。其控制结构着重智能知识的加强;控制算法以PD形成学习规则为基础,运算结果不是直接参与控制;而是根据控制器作用于系统之后所产生的误差及其微分对控制器作出评价和修正,仿真和实验研究证明了数学模型的有效性及控制方法的可行性。     

机械手鲁棒自适应PD控制

针对工业机械手的轨迹跟踪问题,设计了一种鲁棒自适应PD控制策略,避免了初始输出力矩过大的弊端.考虑将控制器分为非线性补偿控制和PD反馈控制两部分,机械手的不确定动力学部分由回归矩阵构成的自适应控制器进行补偿,实现了对机械手的运动控制.通过计算机仿真结果验证了所提出控制策略的有效性,能够很好地跟踪期望轨迹.     

含有一个自由关节的机械臂轨迹跟踪实验

以含有一个自由关节的三自由度机械臂为研究对象,对其轨迹跟踪问题进行了实验研究。依据模糊控制理论设计了一种简单的模糊控制方法,该方法具有参数调整容易,实时计算量小等优点。搭建了3R欠驱动机械臂实验装置及其控制系统,利用主、被动关节间的动力学耦合作用,在该实验系统上实现了机械臂的圆弧轨迹跟踪任务,结果表明,实验具有较高的控制精度。     

优化自抗扰的移动清洁机械臂轨迹跟踪控制

移动机械臂具有高度非线性、强耦合等特点,为轨迹跟踪控制带来了挑战。为提高移动机械臂轨迹跟踪控制性能,引入一种自抗扰控制策略,采用动力学解耦的方法,对移动机械臂的配置空间和任务空间的跟踪问题分别设计相应的控制器,利用状态观测器实时地对系统内外总扰动进行观测,从而使系统按照给定的轨迹运动。针对自抗扰控制器参数较多,人为整定比较麻烦,提出了基于遗传算法对自抗扰控制器参数进行优化的方法。最后通过与PID控制器、自抗扰控制器实验进行对比,结果表明基于遗传算法自抗扰控制策略的轨迹跟踪效果最好,整个过程的跟踪误差最小,具有良好的观测性能,对于系统的内外不确定性干扰具有很强的鲁棒性。     

基于干扰观测器的机械臂自适应模糊滑模控制

机械臂在轨迹跟踪控制中存在建模误差和外界干扰等问题。为了提高机械臂轨迹跟踪的精度和速度,设计了一种基于干扰观测器的机械臂自适应模糊滑模控制策略。首先,使用新型趋近律来减小机械臂滑模控制系统中抖振的影响;其次,采用干扰观测器对机械臂建模误差和外界干扰进行估计,根据干扰观测器的观测值对机械臂的输入力矩进行补偿;最后,对于无法观测的部分,采用模糊系统中的万能逼近原理对未知的干扰进行估计,进一步提高机械臂的轨迹跟踪性能。通过仿真试验表明,该控制策略不仅可以克服建模误差和外界干扰所带来的影响,还可以有效地削弱系统的抖振,保证了机械臂各关节位置跟踪的精度和速度。同时也说明了该控制策略的有正确性和有效性。     

基于奇异摄动法组合控制柔性机械手臂的研究

在柔性机械臂的控制研究中,实现定位目标的同时必须快速消除柔性振动。基于奇异摄动法和双时标分解,提出了一种混合控制方法。柔性机械臂的模型可分解为两个子系统：慢时标子系统和快时标子系统,快时标子系统采用模糊控制,慢时标子系统采用速度反馈控制,并验证了该方法的控制性能。     

带有应变反馈的柔性机械臂开关变结构控制的实验研究

为实时,有效地抑制柔性机械臂的残余振动,提高春定位精度,提出了柔性机械臂的开关变结构控制,并进行了实验研究,将柔性机械臂的运动分成两个阶段：第一阶段使其在控制力矩作用下做大角度刚体运动;第二阶段当柔性机械臂的运动临近终止状态时,通过逻辑开关,将柔性梁应变反馈量接通,以产生控制力矩,实现残余振动抑制,与传统的PID控制和带有应变反馈的全闭环反馈控制的比较结果显示,开关变结构控制能够有效,实时地抑制柔性残余振动。     

飞行作业机器人动态抓取的非奇异终端滑模自适应控制

飞行作业机器人是指搭载主动作业机构拥有与环境进行物理交互能力的一类新型机器人系统。针对飞行作业机器人在动态抓取时的稳定控制难题,设计了一种非奇异终端滑模自适应控制器,通过设计辅助系统提升飞行作业机器人在面向不确定接触力时的抗扰动性能。利用牛顿-欧拉方法对飞行作业机器人进行动力学整体建模。考虑到机载机械臂末端与物体之间的瞬时接触力是抓取时的主要干扰源,利用冲量定理建立接触力的动力学模型,提高了飞行作业机器人动态抓取时的建模精度。为降低动态抓取时剧烈扰动对飞行控制性能的影响,在控制器中设计辅助系统补偿可能出现的输入饱和问题,加强了处理瞬时扰动的能力。所设计的方法通过Lyapunov理论给出了稳定性证明。仿真和实验结果表明,提出的方法在飞行作业机器人动态抓取过程中具有更强的稳定性和更快响应的优势。     

机械手时间最优轨迹规划方法研究

提出一种基于模糊遗传算法的机械手时间最优轨迹规划方案。该方案对简单遗传算法进行了改进，将模糊原理应用于遗传算法，形成了模糊遗传算法，对遗传算法中的交叉概率及变异概率进行模糊控制，提高了算法的收敛速度，有效地避免了初期收敛的发生，在进行时间最优轨迹规划时，综合考虑了机械手的运动学与动力学特性，采用罚函数方法来处理力矩约束。经仿真研究表明，该方法简单实用，适用于大范围空间的轨迹规划，克服了传统的非线性规划方法容易陷入局部极小的不足。     

伺服系统周期性小扰动抑制的研究

针对异步电机d-p坐标系下四阶磁场定向控制非线性模型,利用状态反馈控制设计方法,设计出能够抑制周期性扰动的非线性控制器,实现及仿真结果表明,控制器具有较高的性能。     

重新定義系统输出的柔性櫟械臂控制器的設計

通过重新定义系统的输出,将柔性机械臂的模型分解为输入输出和零动态两个子系统;对于输入输出子系统采用模糊控制,对于零动态子系统采用作图的方法分析;找到了特征值和重新定义参数之间的关系,并将其用于控制器的设计,可以使得零动态子系统快速渐近稳定于平衡点,从而保证整个系统渐近稳定。