【摘要】：由于非完整約束系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)自身的復(fù)雜性,差動(dòng)驅(qū)動(dòng)非完整移動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟蹤具有相當(dāng)大控制難度,為此,提出一種基于前饋-反饋模糊邏輯控制算法的控制器。通過(guò)前饋控制解決軌跡跟蹤的時(shí)間延遲問(wèn)題,通過(guò)反饋模糊邏輯控制并解決系統(tǒng)建模的不確定性及外部環(huán)境干擾的影響。仿真結(jié)果表明,該控制器更加適合移動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟蹤,其在軌跡跟蹤精度和抗干擾能力上均明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)反演控制器,移動(dòng)機(jī)器人在不同方向上的軌跡跟蹤誤差均小于0.1。
【圖文】：

計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)２０１７年圖４前饋－反饋控制器的結(jié)構(gòu)４實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人（ＷＭＲ）設(shè)計(jì)的前饋－反饋模糊控制器需要進(jìn)行軌跡跟蹤性能的評(píng)估，其有效性和可行性將與標(biāo)準(zhǔn)的反演控制器進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)采用３個(gè)脈沖信號(hào)模擬機(jī)器人在工件的加工及裝配過(guò)程中的各種外部沖擊干擾，并對(duì)干擾條件下移動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟蹤精度進(jìn)行分析比較。接下來(lái)，通過(guò)ＭＡＴＬＡＢＳｉｍｕｌｉｎｋ模擬仿真前文建立的數(shù)學(xué)模型，并采用一種復(fù)雜的雙紐曲線作為機(jī)器人跟蹤的預(yù)設(shè)參考軌跡，其線速度和角速度如圖５所示。在存在外部干擾和模型不確定性的條件下，前饋－反饋模糊控制器和標(biāo)準(zhǔn)反演運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)ＷＭＲ的軌跡跟蹤性能，如圖６所示，且前饋－反饋及反演控制器的預(yù)設(shè)初始值均取為ｑｒ（ｔ）＝［０００］Ｔ。圖５預(yù)設(shè)的參考線速度和角速度圖６軌跡跟蹤性能的對(duì)比分析如圖６所示，本文設(shè)計(jì)的前饋－反饋模糊邏輯控制器比標(biāo)準(zhǔn)反演運(yùn)動(dòng)控制器具有更好的軌跡跟蹤性能和跟蹤精度，且其瞬態(tài)性能和跟蹤誤差的快速收斂表明該控制器對(duì)于ＷＭＲ控制有快速響應(yīng)能力。在引入外部干擾情況下，ＷＭＲ在Ｘ和Ｙ方向上軌跡跟蹤誤差分別如圖７和圖８所示，，其中３個(gè)干擾信號(hào)分別被引入的時(shí)間為ｔ１＝１６ｓ、ｔ２＝２１ｓ和ｔ３＝４１ｓ。圖７Ｘ方向的軌跡跟蹤誤差圖８Ｙ方向的軌跡跟蹤誤差由圖７和圖８可知，前饋－反饋控制器在未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其軌跡跟蹤誤差明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)反演控制器，其誤差數(shù)值均小于０．１。而當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，前饋－反饋控制器和反演控制器的跟蹤誤差基

２０１７年圖４前饋－反饋控制器的結(jié)構(gòu)４實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人（ＷＭＲ）設(shè)計(jì)的前饋－反饋模糊控制器需要進(jìn)行軌跡跟蹤性能的評(píng)估，其有效性和可行性將與標(biāo)準(zhǔn)的反演控制器進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)采用３個(gè)脈沖信號(hào)模擬機(jī)器人在工件的加工及裝配過(guò)程中的各種外部沖擊干擾，并對(duì)干擾條件下移動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟蹤精度進(jìn)行分析比較。接下來(lái)，通過(guò)ＭＡＴＬＡＢＳｉｍｕｌｉｎｋ模擬仿真前文建立的數(shù)學(xué)模型，并采用一種復(fù)雜的雙紐曲線作為機(jī)器人跟蹤的預(yù)設(shè)參考軌跡，其線速度和角速度如圖５所示。在存在外部干擾和模型不確定性的條件下，前饋－反饋模糊控制器和標(biāo)準(zhǔn)反演運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)ＷＭＲ的軌跡跟蹤性能，如圖６所示，且前饋－反饋及反演控制器的預(yù)設(shè)初始值均取為ｑｒ（ｔ）＝［０００］Ｔ。圖５預(yù)設(shè)的參考線速度和角速度圖６軌跡跟蹤性能的對(duì)比分析如圖６所示，本文設(shè)計(jì)的前饋－反饋模糊邏輯控制器比標(biāo)準(zhǔn)反演運(yùn)動(dòng)控制器具有更好的軌跡跟蹤性能和跟蹤精度，且其瞬態(tài)性能和跟蹤誤差的快速收斂表明該控制器對(duì)于ＷＭＲ控制有快速響應(yīng)能力。在引入外部干擾情況下，ＷＭＲ在Ｘ和Ｙ方向上軌跡跟蹤誤差分別如圖７和圖８所示，其中３個(gè)干擾信號(hào)分別被引入的時(shí)間為ｔ１＝１６ｓ、ｔ２＝２１ｓ和ｔ３＝４１ｓ。圖７Ｘ方向的軌跡跟蹤誤差圖８Ｙ方向的軌跡跟蹤誤差由圖７和圖８可知，前饋－反饋控制器在未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其軌跡跟蹤誤差明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)反演控制器，其誤差數(shù)值均小于０．１。而當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，前饋－反饋控制器和反演控制器的跟蹤誤差基本相當(dāng)，其在Ｘ

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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【共引文獻(xiàn)】

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5 姜烽;申q

本文編號(hào)：2657650