柔性关节机械臂控制策略的研究下载

weixin_39822095 2020-06-21 01:30:29

柔性关节机械臂控制策略的研究_刘业超（哈工大）；柔性关节机械臂控制策略的研究_刘业超（哈工大）
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柔性关节机械臂控制策略的研究_刘业超（哈工大）；柔性关节机械臂控制策略的研究_刘业超（哈工大）

_空间柔性机械臂控制策略研究设计了一种大型的空间六自由度机械臂,提出了需要完成的指标性的作业任务,在对空间机械臂进行精度分析的基础上,针对具体的作业任务对机械臂进行精度分配建立由柔性臂杆和柔性关节构成的空间多自由度柔性机械臂动力学模型,并验证动力学模型的有效性建立空间机械臂的地面气浮模拟试验平台,针对地面气浮模拟平台上空间机械臂的构型特点,建立了平面两连杆柔性机械臂动力学模型,分析机械臂的弹性一阻尼约束边界条件,验证柔性机械臂在此约束条件下的动力学特性。其次,通过对机械臂关节的非线性特性进行分析,建立了考虑关节非线性特性的柔性关节动力学模型为克服柔性关节非线性因素的影响,提出双位置闭环伺服控制,输出反馈抗饱和的高精度控制和基于摩擦模型的自适应补偿控制策略通过机械臂单关节测试平台上的试验表明所提出的控制策略不仅有效的提高了非线性影响下的位置控制精度和稳定性,并且可实现饱和非线性影响下空间机械臂系统的全局渐进稳定。再次,建立不确定性影响下的柔性关节机械臂级联动力学方程,基于反演设计的思想,设计虚拟控制量实现了级联方程的递阶控制,在反演镇定函数中综合积分项,进一步消除轨迹跟踪稳态误差,并且设计自适应滑模控制器消除不确定因素影响,基于理论证明了整个系统的稳定性和对误差的收敛性为避免由于虚拟控制反复求导而导致的计算复杂度问题,将动态滑模面控制与自适应神经网络相结合,提出了空间柔性关节机械臂的自适应神经网络动态滑模面控制策略,并进行控制策略的稳定性分析、仿真研究和试验验证研究。

针对遥操作机器人系统在空间与医疗手术应用时出现的从机械臂柔性问题,提出了带有柔性关节从机械臂的遥操作机器人系统的二端口网络模型,并进行了理想性能分析.在此基础上设计了一种新型的滑模变结构控制方案,在该方案中主机械手采用阻抗控制而柔性关节从机械手采用滑模变结构控制策略.实例仿真结果表明,该控制方案能有效地抑制柔性从机械臂的弹性振动,系统能较好地实现位置跟踪.

柔性机械臂通常具有柔性关节和/或连杆.在过去的40多年里，柔性机械臂的研究取得了长足的进展.本文综述了柔性机械臂在动力学建模方法、振动的传感器测量系统和控制算法研究方面的发展现状、研究热点和前沿进展.首先，简要说明了柔性机械臂的优缺点和复杂性，介绍了柔性关节机器人和柔性连杆机械臂的建模方法和技术；考虑驱动器通过柔性关节驱动的柔性连杆，推导了柔性连杆和关节系统的动力学方程，求解表明柔性连杆和柔性关节系统的频率和振型是以两个比值参数化的，该研究结果对柔性连杆关节系统的设计和控制提供有益的参考。

基于空间机械臂关节齿隙补偿的滑模控制策略研究，何诗文，贾庆轩，关节作为空间机械臂的核心组成部件，在空间机械臂运行过程中占有重要地位，然而关节间隙的客观存在不仅影响关节的运行质量，更会

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