干扰和状态受限的两类运动学系统的跟踪控制研究

发布时间：2024-03-09 07:19

　　实际的机械系统在工作过程中不仅会受各种干扰的影响,还会受一些譬如速度、加速度等约束条件的限制,因此研究干扰和状态受限的机械系统的控制问题具有一定的理论和应用价值。由于一般非线性控制方法不能很好地解决这类控制问题,本文主要针对有无柔性关节的两类机械臂系统和一类非完整链式系统在干扰和状态受限影响下进行跟踪控制研究。主要内容具体分为以下几个方面:针对几类运动系统,以理论知识为基础,在研究跟踪控制之前,首先对其进行动力学分析,在一定假设的基础上,利用拉格朗日方法建立简化机械臂模型。然后在Spong提出的柔性关节机器人简化模型的基础上,通过拉格朗日方程法建立柔性关节机器人系统的动力学模型,为下文的抗干扰控制和跟踪控制提供依据。针对具有外部干扰的双连杆机械臂系统,提出一种新的非线性干扰观测器(NDO),实现了抗干扰跟踪控制。通过选取合适的观测器增益矩阵,证明了该NDO的稳定性。与此同时,针对简化模型,通过引入积分滑模面,设计了滑模控制器使得系统跟踪误差渐近收敛到零。最后,通过仿真实例验证了上述控制算法的有效性。针对外部干扰下的柔性关节机器人系统,研究基于干扰观测器的跟踪控制器设计问题。依据第二章的...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1工业机器人IRB120

第1章绪论4基于此思想，KapilSachan等对BLF进行了严格定义，针对拉格朗日系统，分别考虑了对称和非对称输出约束，基于反步设计法提出了一种输出约束非线性控制技术，得出系统输出将保持所选约束的边界，而所有其他闭环状态也将保持边界[14]。本文第五章将针对一类典型非完整系统的....

图1.2ABB公司的机器人Yumi

第1章绪论4基于此思想，KapilSachan等对BLF进行了严格定义，针对拉格朗日系统，分别考虑了对称和非对称输出约束，基于反步设计法提出了一种输出约束非线性控制技术，得出系统输出将保持所选约束的边界，而所有其他闭环状态也将保持边界[14]。本文第五章将针对一类典型非完整系统的....

图1.3美国的Baxter机器人

第1章绪论5图1.3美国的Baxter机器人图1.4F&P公司的P-Rob机器人技术整体落后。因此，对于机器人技术的研发以及机器人实体的生产，目前国内存在的这种公司仍然大量空缺，致使现在的工业机器人的生产需求无法得到满足。并且，国内对冗余自由度双臂机器人的研制起步较晚，即使对单臂....

图1.4F&P公司的P-Rob机器人

第1章绪论5图1.3美国的Baxter机器人图1.4F&P公司的P-Rob机器人技术整体落后。因此，对于机器人技术的研发以及机器人实体的生产，目前国内存在的这种公司仍然大量空缺，致使现在的工业机器人的生产需求无法得到满足。并且，国内对冗余自由度双臂机器人的研制起步较晚，即使对单臂....

本文编号：3923103