基于模糊PID融合的柔性机械臂振动压电主动控制研究

针对含有压电智能结构的柔性机械臂,提出了基于模糊PID融合控制理论的柔性机械臂振动主动控制方法。搭建了悬臂梁和平面1R、2R柔性机械臂实验装置,并设计了相应的控制系统,通过实验实现了柔性机械臂振动的主动控制,实验结果显示,该方法可以抑制柔性机械臂振动,具有响应快、鲁棒性好等特点,且该方法不依赖于柔性机械臂动力学模型,算法简单,实时性好。     

柔性机械臂振动控制系统的实验研究

本文为避开柔性机械臂传统建模的繁锁性及精确性的要求，研究柔性机械臂振动的控制规律，对并置式ＰＩＤ控制的柔性机械臂进行了系统的实验研究，包括电机轴驱动力矩和梁末端加速度响应的检测，调整系统的控制增益或运动参数，可实现柔性机械臂振动的有效抑制，通过一系列的实验研究，揭示了柔性臂振动控制规律－力相位制律，为柔性机械臂振动控制及其控制器的设计指明了方向，本实验研究亦可验证理论模型。     

柔性机械臂振动控制研究

本文在参考国内外大量有关文献的基础上,归纳了柔性机械臂振动控制研究的目标和途径。重点介绍了主动控制方法、实验研究的现状以及柔性机械臂控制研究方面存在的问题。     

考虑变有效载荷的机械臂自适应PID控制

针对现有PID方法难以适用于机械臂变有效载荷工况下的控制问题,提出了一种考虑变有效载荷的机械臂自适应PID控制策略.首先,构建了变有效载荷条件下的机械臂动力学模型,探讨了经典PID在变有效载荷条件下进行机械臂控制的缺陷;然后,基于离散域中时延控制(TDC)与PID控制之间的等价性,设计了一种自适应PID控制律,确定了该...     

利用模糊自适应PID控制电机调速系统研究

一般对于自动控制系统的设计与整定都是要求基于精准数学建模的基础上的,但是随着系统的结构越来越复杂,而且往往系统参数随时间变化而变化,所使用控制器的参数也应随之变化。引入了模糊自适应PID控制算法,实时整定PID参数,为不能准确建模以及时变系统的控制提供了更加合适的控制算法。     

拖拉机多段液压机械无级变速器模糊自适应PID控制

为了实现装备多段液压机械无级变速器(HMCVT)拖拉机按目标速度行驶的控制,对装备多段HMCVT拖拉机的模糊自适应PID控制进行了研究。基于Matlab/Simulink平台建立了装备多段HMCVT拖拉机传动系统动力学模型和模糊自适应PID控制模型。根据实际车速和设定车速的实际偏差采用模糊控制的方法自动整定PID控制参数,从而达到车速控制的目的。在拖拉机动力学模型上对模糊自适应PID控制仿真并与PID控制仿真对比,结果表明装备多段HMCVT拖拉机的模糊自适应PID控制具有更强的自适应能力和鲁棒性。     

液压机械臂控制系统的改进研究

针对矿井井筒施工中采矿液压伞钻钻孔位置和姿态调整过程自动化程度低的问题,改进了传统液压系统的控制方式,对动臂油缸和钻臂油缸进行了闭环控制。为减弱机械臂位姿变化时变负载对系统动态性能影响,设计信号校正控制模块,建立阀控液压缸数学模型,使用MATLAB中的SIMULINK仿真模块构建信号校正控制模块仿真模型。根据已有产品参数为模型添加仿真参数,经典PID控制算法和模糊自适应PID控制算法用于校正系统,当输入是步进力信号时系统响应。仿真结果对比表明:两者均可改善系统稳定性,达到预期目标;模糊自适应PID控制方法用于减少过渡期的过冲,校正信号的动态性能优于传统的PID控制方法。     

液压伺服系统建模与模糊自适应PID控制研究

液压伺服系统中存在非线性、参数变化、外负载干扰等问题,这些特点和问题很大程度上影响了液压伺服系统的性能。传统的PID控制在解决高精度非线性控制问题时效果不理想,一种模糊自适应PID控制方法被提出。针对液压阀控非对称缸系统,该文分析并建立了阀控非对称缸位置控制系统的动态数学模型。基于MATLAB仿真软件,将传统PID控制策略与模糊自适应PID控制策略分别应用于阀控非对称缸的位置控制中,进行仿真研究。仿真实验结果表明,采用模糊自适应PID控制器系统能克服传统PID控制器的局限性,且具有较强的鲁棒性,较好的动态品质以及较高的控制精度。     

基于模糊滑模的机械臂鲁棒轨迹跟踪控制

针对存在外部扰动及建模误差的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于模糊滑模的鲁棒轨迹跟踪控制策略。在传统鲁棒控制器的基础上引入模糊滑模控制器取代等效控制项,解决了由初始系统误差较大引起的速度跳变、抖振等问题。其中模糊滑模控制器采用自适应模糊逻辑修正指数滑模趋近律中的常数项,可以优化滑动模态的品质,有效消除抖振。利用Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真实验结果表明,该控制算法轨迹跟踪误差小,误差收敛速度快,具有良好的实时性。     

液压机械手电液比例系统模糊PID控制研究

针对液压机械手的电液比例系统存在较大程度的系统参数变化和负载干扰等特点,一般控制方法难以全部满足性能要求。常规PID控制方法虽然算法简单、可靠性好、鲁棒性高,但由于参数整定繁杂,往往造成参数整定不良、性能欠佳、适用性能差。为了改善这些缺陷,将模糊控制理论与PID控制理论相结合,设计了模糊PID控制器,实现了对PID参数的在线整定。利用MATLAB/Simulink进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制下电液比例系统的控制效果,发现模糊PID控制器较好地克服了系统的非线性和负载干扰的影响,提高了系统的稳定性和动态性能。     

带机械臂四旋翼飞行器的控制方法研究

四旋翼飞行器机械原理简单,主要由四个螺旋桨和十字架结构机身组成,是典型的强耦合,非线性欠驱动的六自由度系统。四旋翼飞行器利用四个螺旋桨的转速变化,来控制机身的姿态变化。例如:绕Y轴的俯仰和沿Y轴的左右移动;绕X轴的横滚和沿X轴的前进与后退;绕Z轴的偏航和沿Z轴的上升与下降。四旋翼飞行器的姿态控制是控制系统的核心部分,是热门研究课题。文章的主要内容如下:1.首先对四旋翼飞行器进行了受力分析,通过导航坐标系与机体坐标系之间的变换及Newton-Euler方程对四旋翼飞行器建立运动学模型、动力学模型;2.根据建立的四旋翼飞行器的模型设计研究了基于抗饱和的串联PID控制算法,基于matlab/Simulink中提供的模块对四旋翼飞行器进行模拟仿真实验;3.基于饱和的串联PID控制算法进行仿真实验,结果表明基于抗饱和的串联PID控制算法有良好的动态特性;4.将携带的机械臂考虑成四旋翼无人机在飞行过程中所受的干扰,进行实验。本论文对携带机械臂四旋翼飞行器做了初期的研究,希望后期有更多这方面的学者深入研究。     

机械臂架系统的非随机振动分析

研究了机械臂架结构在不确定性动态激励作用下的振动问题。针对不确定动态激励的样本函数数量有限,难以得到具体的概率统计信息的问题,采用区间过程对其进行描述;基于结构单位脉冲响应并利用卷积积分及区间过程的相关性质获得动态不确定激励的波动上下边界;以混凝土泵车臂架作为典型工程装备部件,应用上述方法对臂架系统作业过程中的动态响应进行了研究分析。     

基于机器视觉的开关操纵机械手研究

开关操纵机械手利用摄像头采集开关的状态,将其传输到上位机系统中,利用OpenCV视觉库完成对图像的高斯模糊处理、HSV颜色空间转化与腐蚀膨胀,运用最大极值稳定区域法识别开关,确定开关的中心点坐标.采用树莓派4B作为开关操纵机械手的主控模块,根据五自由度机械手完成D-H参数表,建立机械手的运动学模型,由机械手的逆运动学解,将开关的中心点坐标信息转化为机械手各关节角度,完成对目标的控制.     

基于机器视觉的开关操纵机械手研究

开关操纵机械手利用摄像头采集开关的状态,将其传输到上位机系统中,利用OpenCV视觉库完成对图像的高斯模糊处理、HSV颜色空间转化与腐蚀膨胀,运用最大极值稳定区域法识别开关,确定开关的中心点坐标.采用树莓派4B作为开关操纵机械手的主控模块,根据五自由度机械手完成D-H参数表,建立机械手的运动学模型,由机械手的逆运动学解,将开关的中心点坐标信息转化为机械手各关节角度,完成对目标的控制.     

基于机械结构的MTMD系统振动控制的研究

提出一种基于多重调谐阻尼器（MTMD）的结构响应的控制分析模型，应用优化参数的方法来实现MTMD系统参数的设计，达到机械结构减振的目的。分析表明应用MTMD进行机构结构的减振设计可以达到机械结构希望控制点处振幅值减小30％左右的效果。     

基于线性二次型的刚柔耦合挖掘机机械臂轨迹追踪与振动控制

针对挖掘机机械臂在运行过程中轨迹追踪和振动控制问题,建立了刚柔耦合挖掘机机械臂非线性动力学模型,对模型中关节角变量和弹性变量两部分进行解耦,并对挖掘机机械臂轨迹追踪和残余振动抑制进行计算,最后根据计算数据对建立相关模型进行数值验证。研究结果表明,挖掘机机械臂刚柔性耦合轨迹跟踪控制方法是有效的,利用线性二次型最优控制方法对挖掘机机械系统由柔性机械臂的弹性变形所引起的残余振动起到了明显的抑制效果。     

基于滑模的混联仿人空间机械臂轨迹跟踪控制

针对空间高速目标抓取任务中对手臂伸出定位基本动作的要求,提出一种4-DOF串并混联仿人机械臂。重点设计了以球面并联机构为机构原型的高承载力肩关节以及轻量化的驱动装置与低惯量的布置形式。考虑混联的结构特点,利用李群李代数法并结合虚功原理推导了机械臂的动力学方程,该方法可避免约束反力的处理与逻辑开链的划分以及大量的微分运算。在此基础上,针对混联结构的强非线性和强耦合性,使用滑模控制器对机械臂进行轨迹跟踪控制,验证了所提滑模控制器的有效性。     

手臂外骨骼控制的仿真研究

针对手臂外骨骼机器人,本文建立了手臂位置运动学方程的正解及逆解,并利用MATLAB软件中的 Simulik和 SimMechanics设计工具建立了系统的控制模型,进行了轨迹控制仿真研究;为实际的康复医疗及机构的控制提供了重要数据.     

物流机器人机械手臂自动化控制系统设计

利用传统方法控制物流机器人机械手臂时,存在不同机械手臂关节角度控制时间长及控制误差大的问题。为此,设计了一种新的自动化控制系统。首先,通过设计上位机软件和下位机软件接收工作人员发出的控制命令,从根本上提升机械手臂自动化控制精度;然后,在系统硬件中设计了 PLC 模块、自动化功能模块及报警功能模块,完成机械手臂自动化整体控制。应用该系统后,对机械手臂不同关节角度的控制时间及控制误差展开测试,实验结果验证了该系统具有控制准确性高和时效性高的优势。