本文選題：平面欠驅(qū)動機械系統(tǒng) + 平面Acrobot　； 參考：《電機與控制學(xué)報》2017年09期

【摘要】：為平面Acrobot系統(tǒng)(無重力項)提出一種基于可變設(shè)計參數(shù)的快速位置控制方法。首先,根據(jù)平面Acrobot系統(tǒng)的完全可積特性,獲取驅(qū)動關(guān)節(jié)與欠驅(qū)動關(guān)節(jié)的角速度和角度約束關(guān)系。其次,根據(jù)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出末端點坐標(biāo)位置和兩關(guān)節(jié)角度之間另一類約束關(guān)系。然后,基于這兩類約束關(guān)系,利用粒子群優(yōu)化算法求取目標(biāo)位置對應(yīng)的兩桿目標(biāo)角度。接著,通過構(gòu)造李雅普諾夫函數(shù)為平面Acrobot系統(tǒng)設(shè)計控制器,并根據(jù)控制器中設(shè)計參數(shù)的特性,選擇一個可變的設(shè)計參數(shù),減少控制系統(tǒng)到達(dá)目標(biāo)的時間。利用連桿角速度和角度約束關(guān)系,通過控制驅(qū)動桿到目標(biāo)角度同時連帶控制欠驅(qū)動桿到目標(biāo)角度,實現(xiàn)系統(tǒng)的控制目標(biāo)。最后,仿真結(jié)果驗證所設(shè)計控制方法的有效性和快速性。
[Abstract]:A fast position control method based on variable design parameters for planar Acrobot system without gravity term is proposed. Firstly, according to the completely integrable property of planar Acrobot system, the angular velocity and angle constraint relationship between the drive joint and the underactuated joint are obtained. Secondly, according to the physical structure of the system, another kind of constraint relation between the coordinate position of the terminal point and the angle of the two joints is derived. Then, based on the two kinds of constraints, the angle of the target is obtained by using the particle swarm optimization (PSO) algorithm. Then, the Lyapunov function is constructed to design the controller for the planar Acrobot system. According to the characteristics of the design parameters in the controller, a variable design parameter is selected to reduce the time for the control system to reach the target. By controlling the angle from the driving rod to the target and simultaneously controlling the underactuating rod to the target angle, the control goal of the system can be realized by using the relationship between the angular velocity of the connecting rod and the angle constraint. Finally, the simulation results verify the effectiveness and rapidity of the proposed control method.
【作者單位】： 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)自動化學(xué)院;復(fù)雜系統(tǒng)先進控制與智能自動化湖北省重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61374106) 湖北省自然科學(xué)基金(2015CFA010) “111計劃”項目(B17040)
【分類號】：TP273

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本文編號：1903554