跳变负载平面五杆并联机构的切换控制
发布时间：2022-12-18 10:04
在实际应用当中,平面五杆机构会因负载变化而导致系统当中相应的参数发生变化。针对这一问题,本文由拉格朗日法得出动力学模型,给出了平面五杆并联机构的切换模型,并利用类Lyapunov函数在驻留时间框架下给出了切换系统控制器的设计方案,将这些方法的思想应用到切换平面五杆并联机构模型,为其设计切换滑模跟踪控制器。最后,为提高自适应控制系统的控制效率,给出了一种参数估算方法,设计了自适应系统的有限时间参数估计器,给出了参数估计值和在线更新律,并分析了其鲁棒性能。本文主要工作包括如下几部分:（1）五杆并联机构的滑模跟踪控制器设计。基于五杆机构的动力学模型,将滑模控制理论应用于机器人的轨迹跟踪当中,为其设计了滑模控制器,并用Matlab/Simulink仿真验证了系统的渐近跟踪性能。（2）针对平面五杆并联机构在负载跳变时的跟踪控制问题。用切换模型中的切换信号表示由负载切换带来的参数跳变,建立平面五杆并联机构的切换模型。采用多李雅普诺夫函数及平均驻留时间方法为系统设计切换滑模跟踪控制器,在负载跳变下实现了渐近跟踪。（3）为提高自适应控制系统的控制品质,给出了一种参数估算方法,设计了自适应系统的有限时间...
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及选题的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要研究内容与结构安排
第2章 知识预备
2.1 切换系统及其稳定性
2.2 Lyapunov函数
2.3 滑模变结构控制基础理论
2.3.1 滑模变结构控制系统的基本问题介绍
2.3.2 滑模变结构控制律设计
2.4 本章小结
第3章 跳变负载并联机构控制器及其切换律设计
3.1 平面五连杆并联机构的模型
3.2 平面五杆并联机构单一控制器设计
3.2.1 问题描述
3.2.2 滑模控制器的设计
3.2.3 仿真验证
3.3 负载跳变下的切换滑模控制器设计
3.3.1 问题描述
3.3.2 切换滑模滑模控制器的设计
3.3.3 实验验证
3.4 非线性系统的有限时间参数估计
3.4.1 问题描述
3.4.2 主要研究内容
3.4.3 鲁棒性分析
3.4.4 无激励条件时的参数估计
3.4.5 仿真及分析
3.5 本章小结
第4章 实验平台介绍与实验结果
4.1 控制系统硬件
4.1.1 运动控制系统介绍
4.1.2 运动控制器硬件连接
4.2 控制系统软件
4.2.1 QUARC软件
4.2.2 主要参数设定
4.3 控制硬件接口设置
4.4 轨迹规划控制实验结果
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模型依赖平均驻留时间的线性切换系统有限时间H∞控制[J]. 王通,王青,李玮,董朝阳. 控制与决策. 2015(07)
[2]Energy Distribution Index for robot manipulators and its application to buffering capability evaluation[J]. WANG Hao 1,2* ,ZHAO Kai 2 ,CHEN GenLiang 2 ＆LIN ZhongQin 1,2 1State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China; 2Shanghai Key Laboratory of Digital Autobody Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science China Technological Sciences. 2011(02)
[3]考虑关节耗散的平面两自由度五杆机构动力学建模[J]. 李仁军,刘宏昭,李鹏飞. 农业机械学报. 2008(12)
[4]平面五杆机构运动学和动力学特性分析[J]. 于红英,唐德威,王建宇. 哈尔滨工业大学学报. 2007(06)
[5]Stewart平台式并联机床的一种运动及受力分析方法[J]. 陈吉清,兰凤崇. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2007(02)
[6]基于无源化方法的移动机器人轨迹跟踪控制[J]. 汝书伟,崔平远,居鹤华. 计算机仿真. 2006(07)
[7]并联机器人设计理论及其关键应用技术研究[J]. 高峰. 河北工业大学学报. 2004(02)
硕士论文
[1]平面五杆并联机器人系统设计与实验研究[D]. 赵东洋.北京工商大学 2009
本文编号：3721856
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及选题的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文的主要研究内容与结构安排
第2章 知识预备
2.1 切换系统及其稳定性
2.2 Lyapunov函数
2.3 滑模变结构控制基础理论
2.3.1 滑模变结构控制系统的基本问题介绍
2.3.2 滑模变结构控制律设计
2.4 本章小结
第3章 跳变负载并联机构控制器及其切换律设计
3.1 平面五连杆并联机构的模型
3.2 平面五杆并联机构单一控制器设计
3.2.1 问题描述
3.2.2 滑模控制器的设计
3.2.3 仿真验证
3.3 负载跳变下的切换滑模控制器设计
3.3.1 问题描述
3.3.2 切换滑模滑模控制器的设计
3.3.3 实验验证
3.4 非线性系统的有限时间参数估计
3.4.1 问题描述
3.4.2 主要研究内容
3.4.3 鲁棒性分析
3.4.4 无激励条件时的参数估计
3.4.5 仿真及分析
3.5 本章小结
第4章 实验平台介绍与实验结果
4.1 控制系统硬件
4.1.1 运动控制系统介绍
4.1.2 运动控制器硬件连接
4.2 控制系统软件
4.2.1 QUARC软件
4.2.2 主要参数设定
4.3 控制硬件接口设置
4.4 轨迹规划控制实验结果
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模型依赖平均驻留时间的线性切换系统有限时间H∞控制[J]. 王通,王青,李玮,董朝阳. 控制与决策. 2015(07)
[2]Energy Distribution Index for robot manipulators and its application to buffering capability evaluation[J]. WANG Hao 1,2* ,ZHAO Kai 2 ,CHEN GenLiang 2 ＆LIN ZhongQin 1,2 1State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China; 2Shanghai Key Laboratory of Digital Autobody Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science China Technological Sciences. 2011(02)
[3]考虑关节耗散的平面两自由度五杆机构动力学建模[J]. 李仁军,刘宏昭,李鹏飞. 农业机械学报. 2008(12)
[4]平面五杆机构运动学和动力学特性分析[J]. 于红英,唐德威,王建宇. 哈尔滨工业大学学报. 2007(06)
[5]Stewart平台式并联机床的一种运动及受力分析方法[J]. 陈吉清,兰凤崇. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2007(02)
[6]基于无源化方法的移动机器人轨迹跟踪控制[J]. 汝书伟,崔平远,居鹤华. 计算机仿真. 2006(07)
[7]并联机器人设计理论及其关键应用技术研究[J]. 高峰. 河北工业大学学报. 2004(02)
硕士论文
[1]平面五杆并联机器人系统设计与实验研究[D]. 赵东洋.北京工商大学 2009
本文编号：3721856
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3721856.html
