基于未知系统动态估计器的柔性关节机械臂funnel控制

针对带有模型不确定和外部干扰的柔性关节机械臂,提出一种基于未知系统动态估计器的funnel控制方法.基于低通滤波器设计未知系统动态估计器,用于估计模型不确定和外部干扰,该估计器结构简单,仅有一个可调参数.构造带有时变约束边界的新型funnel变量,保证系统跟踪误差被限制在预先设定的边界内,进而改善系统瞬态性能.在此基础...     

柔性关节空间机械臂奇异摄动自抗扰控制仿真研究

针对不同重力环境条件下考虑摩擦、关节刚度非线性与外扰影响的柔性关节空间机械臂的控制问题,提出了一种基于奇异摄动理论的自抗扰控制方法。首先建立了柔性关节空间机械臂在地面重力和空间微重力环境下的动力学模型;然后采用奇异摄动法将系统模型分为快变子系统和慢变子系统,针对快变子系统设计速度反馈控制律来抑制柔性关节的振动,针对慢变子系统设计加入前馈补偿的自抗扰控制器(ADRC)来抵抗系统的内外扰动,并对系统进行了稳定性分析;最后对设计的控制器进行了仿真验证与对比研究。仿真结果表明,采用该方法,在不同重力环境下柔性关节空间机械臂均能实现很好的轨迹跟踪和抖振抑制,且能有效抵抗内外扰动,系统具有鲁棒性。     

柔性关节空间机械臂奇异摄动模糊PID控制仿真研究

建立了空间微重力和地面重力两种工况下的柔性关节空间机械臂模型,为空间机械臂末端轨迹跟踪控制设计了基于奇异摄动的模糊PID控制器。奇异摄动法将空间机械臂系统降阶为快子系统和慢子系统,再分别对子系统进行控制。快子系统采用力矩反馈的形式,慢子系统则采用模糊PID控制的形式。模糊部分主要实现对PID的3个参数的实时调整。仿真结果表明基于奇异摄动模糊PID控制器可以在以上两种工况下均可实现较好跟踪。     

考虑重力影响的柔性关节空间机械臂自适应迭代学习控制

针对不同重力环境条件下柔性关节空间机械臂的末端轨迹跟踪问题,为提高其跟踪精度和系统抗干扰能力,提出一种基于奇异摄动理论的自适应迭代学习控制。首先建立了地面重力条件下和空间微重力条件下柔性关节机械臂的动力学模型,这2种模型考虑了摩擦带来的影响。利用奇异摄动法将系统分为快变子系统和慢变子系统。针对快变子系统设计速度反馈控制率,来抑制柔性关节带来的弹性振动。针对慢变子系统设计自适应迭代学习控制,该控制方法是在PD反馈结构的基础上增加了一个迭代项,可以很好地处理未知参数和扰动,提高整个系统的稳定性和抗干扰能力。仿真结果表明,该方法可以使柔性关节空间机械臂在不同重力环境下都具有良好的轨迹跟踪效果和抖动抑制能力,验证了该方法的有效性。     

柔性机械臂控制系统的实验研究

本文首先介绍了伺服动下的柔性机械臂主动控制实验系统,在该实验系统上,采用PD控制策略实现关节转角的大范围的刚体运动,为抑制运动过程中的激发的柔性梁的弹性振动,采用近似的线性化的动力不模型,设计基于LQR方法的弹性模态模态器,抑制柔性梁上的弹性振动,并取得了预期的实验效果,实验结果表明该控制中,并比单纯的的PID控制更加有效。     

柔性机械臂研究方法浅析

随着宇航业及机器人业的飞速发展，出现了越来越多地采用由若干个柔性构件组成的多柔体系统。本文对柔性机械臂研究控制方法进行了分析。希望本文的研究能为相关领域的研究起到抛砖引玉的作用。     

液压驱动机械臂的设计与关节驱动分析

设计了一种新型六自由度串联机械臂,并提出了基于液压摆动缸的机械臂驱动关节控制方法。机械臂驱动关节由两个输出轴相互垂直的液压摆动缸提供动能,驱动形式采用闭环液压驱动,闭环控制系统由上位机、信号控制卡、电位传感器等组成。建立了该机械臂的三维模型,应用D-H方法对其进行了运动学建模和正向运动学分析,最后对基于液压摆动缸的机械臂驱动关节控制方法进行了实验分析,得出了机械臂关节运行速度与脉宽调制(PWM)调速占空比的关系,根据实验结果得出了相应的运动曲线关系,为串联机械臂位置控制、运动路径控制研究提供了基础。     

单柔性机械臂振动的脉冲控制

本文提出了一种柔性机械臂振动控制的简单而有效的方法——脉冲控制方法。对脉冲触发时刻、宽度、高度、周期进行了研究,并进行了数值仿真,结果表明正确地选择脉冲形式可达到很高的闭环控制精度。本文所提出的方法还可为柔性机械臂逆动力学——低振动输入力矩设计提供参考。     

运动状态下柔性关节机器人关节面参数辨识研究

针对柔性关节机器人系统,提出了一种机构系统运动状态下关节面参数辨识的新方法。首先,将机器人柔性关节等效为弹性扭转轴,将应用于结构中的行波分析方法与机器人关节旋转变换矩阵相结合,建立机构系统的波导方程;其次,根据系统各结点力平衡与位移边界条件,建立运动状态下系统环境预测模型,并根据预测出的系统激励以及实验测得的关节扭转角等因素,建立系统振动方程;再次,利用最小二乘法对上述模型进行求解,推导出关节动态刚度和阻尼;最后,以两种不同的运动轨迹驱动3自由度机械臂,对其进行辨识实验研究。实验结果表明,该辨识方法是有效的,为后续系统的动态控制提供了重要参考。     

漂浮基柔性空间机械臂关节运动增广变结构控制及柔性振动主动抑制

讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统基于混合轨迹的关节运动增广变结构控制,该控制方案能够同时主动抑制柔性杆产生的振动.基于一般期望轨迹的增广变结构控制仅能完成渐近解耦的关节空间轨迹追踪,并不能抑制柔性杆的振动;为了对柔性振动模态进行主动控制,使用虚拟控制力的观念生成了同时反映关节期望轨迹和柔性...     

基于自适应粒子群遗传算法的柔性关节机器人动力学参数辨识

提出一种基于自适应粒子群遗传算法的柔性关节机器人动力学参数辨识方法。该算法采用动态自适应调整策略,提高了粒子群算法收敛速度;同时引入新型遗传算法混合交叉变异机制,避免了粒子群陷入局部最优。将自适应粒子群遗传算法与标准粒子群算法、遗传算法、人工蜂群算法进行了比较,仿真实验结果表明该算法在迭代60次左右完成参数辨识,各参数的辨识相对误差均降低到了1%以内。最后利用旋转柔性关节实验平台进行了实验验证,实验结果证明了该算法具有更好的收敛速度和寻优精度。     

机械手在进行装配操作时的力／位置混合控制

针对机械手在进行装配作业时出现的多种运动状态,以机械抓手与曲面上待接触点的相对距离为运动约束,根据选用的运动学及动力学特征因子,建立了能满足机械手做上述运动的动力控制方程,计算出机械手在整个作业过程中的动力学特性和所需的控制力矩,分析了影响碰撞能量损失的诸因素。从计算结果看出,本文选用的前馈力控制加上闭环的 Ｐ Ｄ 控制,在机械手受到碰撞时,仍能保持很强的鲁棒性。     

航空发动机高速柔性转子动力特性计算

用SAMCEF／ROTOR分析软件建立了某新型涡轴发动机动力涡轮转子的有限元计算模型，并对转子的动力特性——临界转速、振型和不平衡响应进行了系统的计算分析，试验验证了计算模型的正确性。本文的研究为同类转子的动力特性计算提供了参考。     

可挠曲双球橡胶接头横向冲击特性分析

对可挠曲双球橡胶接头的冲击刚度、阻尼进行冲击试验研究。试验装置为两个接头和中间质量组成的组件,试验在跌落式冲击机上进行。根据试验结果,利用多项式刚度和阻尼的两端固置等效梁力学模型队接头的冲击刚度、阻尼进行辨识,并以计算值和试验值的最小平方残差进作为优化目标,采用响应面及模拟退火算法进行最优辨识。结果表明,可挠曲双球橡胶接头的冲击刚度在压力提高后有明显的硬化效应;同时冲击强度越高,管接头的刚度降低,具有明显的软特性。     

机器人柔性手臂动力分析的模态综合法

在机器人柔性手臂动力学的有限元分析中,往往导致很高的自由度,加之动力学方程的时变性,其动力响应的计算不仅十分复杂,而且可能因计算机内外存容量的限制及昂贵的机时费用而难以实现.本文将模态综合法引入机器人柔性手臂的动力学分析,把柔性手臂的各部件隔离成自由界面子结构,把其动力学有限元方程投影到各自的模态空间中,关节连接件(关节集中质量、关节阻尼、关节弹性)处理成耦合件,最终在诸子结构的模态坐标集上建立了整体系统的运动微分方程,使之大幅度降阶.     

接触式传感器对柔性机械手振动控制系统性能的影响

为了满足柔性机械手的高速运行和高精度定位的性能要求,采用了振动主动控制系统消除机械手末端振动。但控制系统中的接触式传感器改变了机械手的动力学特性。利用Lagrange方程原理建立了柔性机械手末端装有传感器的非线性动力学模型,从理论和仿真实验两个方面分析了接触式传感器的安装对动力学特性和控制系统性能的影响,并得出了相关结论。     

苹果被动抓取柔性机械手的结构与分析

为了满足包装生产线上分拣不同大小苹果的要求,设计了一种气动绳牵引的被动抓取的柔性机械手。在满足苹果抓取力的情况下,以抓取最大和最小苹果的力的差值最小为目标函数,采用Matlab软件的fmincon函数优化,得出了2个结构尺寸(a,δ)、扭弹簧的刚度(k)和预紧角(10)及抓取最小苹果时机械手关节的角度(2),并给出了机械手的初始状态和气动控制方法。     

谐波齿轮机构在商业表格印刷机中的应用

从商业表格印刷机特殊要求出发，以某一具体机型的传动系统为例，提出采用谐波齿轮机构解决纵向套准的问题。并且分析研究了谐波齿轮机构的工作原理及其在商业表格印刷机中的使用。     

动态力校准技术评述

动态力校准技术应用日益广泛,其测量结果的精度要求越来越高,因此对动态力校准技术的研究具有十分重要的意义。本文简单介绍了实际工程中动态力校准技术的应用与需求,指出了动态力校准技术研究的重要性,总结了目前动态力校准的主要体系,并对各种动态力校准方法的原理、主要特点以及校准装置进行了分类介绍。