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针对一种球形机器人爬坡运动的位置控制问题,提出了一种自适应滑模控制方法.基于对实际系统的合理简化,利用拉格朗日方法建立了球形机器人爬坡运动的动力学模型,并将动力学模型表示为状态空间形式.基于系统的状态空间模型,将整个系统划分为两个子系统,并分别定义各子系统的滑动面.将其中一个子系统的滑动面引入到另一个子系统的控制设计中,采用李亚普诺夫稳定性理论设计了滑模控制律,并通过自适应律在线调节其切换增益.从理论上分析了闭环控制系统的稳定性,并通过数值仿真和样机实验验证了所提控制方法的有效性. 相似文献
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对一种球形滚动机器人的路径跟踪问题进行研究,设计一种基于自适应滑模控制策略的路径跟踪控制器。所设计的路径跟踪控制器采用鲁棒滑模自适应增益控制律,能够有效实现带有扰动和不确定性的实际球形滚动机器人的路径跟踪。推导球壳纯滚动和无自转非完整约束下球形滚动机器人的运动方程,并在此基础上设计自适应滑模路径跟踪控制器。对于给定的参考几何路径,所设计的路径跟踪控制器能够确保路径跟踪误差在有限时间内收敛至很小的零邻域内。基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的稳定性,数值仿真与样机实验结果进一步验证了所设计的路径跟踪控制器的有效性。 相似文献
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本文介绍了国内外各种球形机器人,并且对球形机器人的独特优势进行归纳,在对研究现状进行分析的基础上预测了球形机器人再进一步开发过程中可能存在的难点,指出球形机器人逐渐结合其它种运动方式的发展趋势。 相似文献
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轮式机器人是一个典型的非完整性系统。由于非线性和非完整特性,很难为移动机器人系统的轨迹跟踪建立一个合适的模型。介绍了一种轮式机器人滑模轨迹跟踪控制方法。滑模控制是一个鲁棒的控制方法,能渐近的按一条所期望的轨迹稳定移动机器人。以之为基础,描述了轮式机器人的动力学模型并在二维坐标下建立了运动学方程,根据运动学方程设计滑模控制器,该控制器使得机器人的位置误差收敛到零。 相似文献
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一种有指导的轮式机器人全局规划方法* 总被引:1,自引:0,他引:1
非完整系统的运动规划是尚未得到充分的重要问题,本文把全局规划方法与局部规划方法结合起来,提出一种包含非完整约束条件的有指导的全局运动规划方法,,并通过仿真验证了其可行性。 相似文献
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为了实现受约束空间机器人的高精度控制,提出了一种基于U-K(Udwadia-Kalaba)方程的降阶自适应神经网络滑模控制算法;基于U-K方程,同时考虑受约束空间机器人各个关节的理想约束力与非理想约束力,推导得到详细的动力学方程;考虑到非理想约束力具有不确定性且单独采用滑模控制会出现抖振现象,提出了自适应神经网络滑模控制算法,实现各关节角度、角速度以及非理想约束力的高精度跟踪;针对系统受约束模型,对动力学方程和滑模控制器进行了降阶求解,减少了变量并简化了计算过程;为了验证所提算法的正确性与合理性,以2自由度受约束空间机器人为例进行了仿真验证;仿真结果表明:受约束空间机器人的各关节角度、角速度以及非理想约束力的跟踪误差均低于10-4量级。 相似文献
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Robust Sliding-mode Control of Nine-link Biped Robot Walking 总被引:4,自引:0,他引:4
Spyros G. Tzafestas Thanassis E. Krikochoritis Costas S. Tzafestas 《Journal of Intelligent and Robotic Systems》1997,20(2-4):375-402
A nine-link planar biped robot model is considered which, in addition tothe main links (i.e., legs, thighs and trunk), includes a two-segment foot.First, a continuous walking pattern of the biped on a flat terrain issynthesized, and the corresponding desired trajectories of the robot jointsare calculated. Next, the kinematic and dynamic equations that describe itslocomotion during the various walking phases are briefly presented. Finally,a nonlinear robust control approach is followed, motivated by the fact thatthe control which has to guarantee the stability of the biped robot musttake into account its exact nonlinear dynamics. However, an accurate modelof the biped robot is not available in practice, due to the existence ofuncertainties of various kinds such as unmodeled dynamics and parameterinaccuracies. Therefore, under the assumption that the estimation error onthe unknown (probably time-varying) parameters is bounded by a givenfunction, a sliding-mode controller is applied, which provides a successfulway to preserve stability and achieve good performance, despite the presenceof strong modeling imprecisions or uncertainties. The paper includes a setof representative simulation results that demonstrate the very good behaviorof the sliding-mode robust biped controller. 相似文献
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We study the control of a prismatic‐prismatic‐revolute (PPR) robot manipulator subject to a nonholonomic jerk constraint, i.e., a third‐order nonintegrable design constraint. The mathematical model is obtained using the method of Lagrange multipliers. The control inputs are two forces and a torque applied to the prismatic joints and the revolute joint, respectively. The control objective is to control the robot end‐effector movement while keeping the transverse jerk component as zero. The main result of the paper is the construction of a feedback control algorithm that transfers the manipulator from any initial equilibrium configuration to the zero equilibrium configuration in finite time. The effectiveness of the algorithm is illustrated through a simulation example. 相似文献