本文關(guān)鍵詞： 空間機械臂 柔性基 柔性關(guān)節(jié) 動力學 奇異攝動控制　出處：《機械科學與技術(shù)》2017年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用線性伸縮彈簧、線性扭轉(zhuǎn)彈簧來分別描述基座及關(guān)節(jié)柔性,并在此基礎(chǔ)上經(jīng)由線動量守恒原理、拉格朗日第二類建模方法,建立了姿態(tài)受控柔性基、柔性關(guān)節(jié)空間機械臂的動力學模型。將柔性補償思想與奇異攝動理論相融合,推導了可分別表示系統(tǒng)剛性運動、基座與關(guān)節(jié)柔性運動的慢、快變子系統(tǒng),并提出一種由協(xié)調(diào)運動慢變控制和基于高階快變狀態(tài)觀測器的最優(yōu)控制所組成的改進奇異攝動控制方案。與傳統(tǒng)奇異攝動控制方案相比,所提改進控制方案可有效避免對系統(tǒng)高階快變狀態(tài)量進行實時地測量和反饋,且可適于具有較大關(guān)節(jié)柔性的柔性基、柔性關(guān)節(jié)空間機械臂的控制。仿真實驗結(jié)果表明了所提方案在軌跡跟蹤控制、基座與關(guān)節(jié)柔性振動抑制上的有效性。
[Abstract]:Based on the linear expansion spring and the linear torsion spring to describe the flexibility of the base and joint respectively, the attitude controlled flexible base is established by the Lagrangian second type modeling method based on the principle of conservation of linear momentum. The dynamic model of flexible joint space manipulator. The flexible compensation theory is combined with the singular perturbation theory, and the system rigid motion, the slow and fast changing subsystem of the base and joint flexible motion are derived, respectively, which can represent the rigid motion of the system and the flexible motion of the joint. An improved singularly perturbed control scheme consisting of coordinated slow variable motion control and optimal control based on high order fast variable state observer is proposed, which is compared with the traditional singular perturbation control scheme. The proposed improved control scheme can effectively avoid the real-time measurement and feedback of the high-order fast-varying state variables of the system, and is suitable for flexible bases with large joint flexibility. Simulation results show that the proposed scheme is effective in trajectory tracking control and flexible vibration suppression of base and joint.
【作者單位】： 福州大學機械工程及自動化學院;福建省高端裝備制造協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家自然科學基金項目(11502052,11372073) 福建省中青年教師教育科研項目(JA14045) 福建省高端裝備制造協(xié)同創(chuàng)新中心資助項目(00205006103) 福州大學科技發(fā)展基金項目(2013-XY-13)資助
【分類號】：TP241

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉平安;方躍法;;平面單軸柔性關(guān)節(jié)的力傳遞關(guān)系[J];北京交通大學學報;2009年01期

2 張貴蘭;耿德旭;張金濤;;柔性關(guān)節(jié)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2010年24期

3 趙丹青;;機器人的柔性關(guān)節(jié)機械手控制研究[J];計算機仿真;2011年02期

4 張金濤;耿德旭;劉曉敏;張貴蘭;張玉峰;;雙向主動彎曲氣動柔性關(guān)節(jié)力學特性分析[J];液壓與氣動;2011年06期

5 王芳;章軍;劉光元;;彎曲與直線膨脹彈性波紋管驅(qū)動柔性關(guān)節(jié)的對比分析[J];液壓與氣動;2013年02期

6 黨進;倪風雷;劉業(yè)超;劉宏;;基于新型補償控制策略的柔性關(guān)節(jié)控制器設(shè)計[J];機器人;2011年02期

7 倪風雷;劉業(yè)超;黃劍斌;;具有諧波減速器柔性關(guān)節(jié)摩擦力辨識及控制[J];機械與電子;2012年04期

8 邱志成;基于特征模型的柔性關(guān)節(jié)機械臂的控制[J];系統(tǒng)仿真學報;2002年08期

9 謝輝;劉業(yè)超;謝宗武;;四自由度柔性關(guān)節(jié)機器臂殘余振動的輸入整形控制[J];機械與電子;2009年10期

10 張奇;劉振;謝宗武;楊海濤;劉宏;蔡鶴皋;;具有諧波減速器的柔性關(guān)節(jié)參數(shù)辨識[J];機器人;2014年02期

相關(guān)會議論文 前2條

1 謝立敏;陳力;;參數(shù)不確定的柔性關(guān)節(jié)空間機械臂系統(tǒng)的魯棒控制[A];第七屆全國多體系統(tǒng)動力學暨第二屆全國航天動力學與控制學術(shù)會議會議論文集[C];2011年

2 趙志剛;田浩;趙陽;;空間機械臂柔性關(guān)節(jié)軌跡跟蹤自抗擾控制[A];中國自動化學會控制理論專業(yè)委員會A卷[C];2011年

相關(guān)博士學位論文 前6條

1 張彬;基于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)動力的柔性關(guān)節(jié)機器人若干問題的研究[D];北京郵電大學;2015年

2 耿德旭;雙向主動彎曲氣動柔性關(guān)節(jié)及其在機械手中的應(yīng)用[D];吉林大學;2011年

3 楊慶華;基于氣動柔性驅(qū)動器的氣動柔性關(guān)節(jié)及其應(yīng)用研究[D];浙江工業(yè)大學;2005年

4 劉業(yè)超;柔性關(guān)節(jié)機械臂控制策略的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

5 王峰;柔性關(guān)節(jié)機器人的參數(shù)辨識及模糊控制研究[D];北京郵電大學;2012年

6 劉曉敏;基于氣動復合彈性體柔性關(guān)節(jié)機械手研究[D];吉林大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 �？，

本文編號：1506844