發(fā)布時間：2021-02-15 04:20

　　移動機械臂兼具廣闊的工作空間和靈活的操作能力,在科學(xué)考察、醫(yī)療服務(wù)和工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。移動機械臂是一類具有高度非線性、強耦合性和時變性的多輸入多輸出系統(tǒng),很難建立其精確的數(shù)學(xué)模型。此外,在移動機械臂控制過程中,系統(tǒng)參數(shù)不確定、未建模動態(tài)以及外部擾動等問題都會對控制效果產(chǎn)生影響。因此,設(shè)計高精度、強魯棒性的軌跡追蹤控制器成為移動機械臂研究領(lǐng)域的熱點問題之一。本文以全方位移動機械臂為被控對象,以自抗擾控制為主要方法,結(jié)合滑模控制與改進型擴張狀態(tài)觀測器,研究了在系統(tǒng)參數(shù)不確定與外部擾動作用情況下的全方位移動機械臂軌跡追蹤控制問題。主要研究內(nèi)容如下:首先,根據(jù)本文全方位移動機械臂的結(jié)構(gòu)特點,推導(dǎo)了其運動學(xué)模型與動力學(xué)模型,并且在動力學(xué)建模中考慮到電機動態(tài)特性的影響,使該模型更具有實際應(yīng)用價值。其次,針對系統(tǒng)參數(shù)不確定以及外部擾動作用問題,采用線性自抗擾控制算法對全方位移動機械臂進行關(guān)節(jié)空間軌跡追蹤控制,并證明了該控制系統(tǒng)是有界輸入有界輸出穩(wěn)定的。仿真結(jié)果驗證了該控制算法的有效性。然后,針對線性自抗擾控制算法在全方位移動機械臂關(guān)節(jié)空間軌跡追蹤控制方面的不足,設(shè)計一種改進型擴張狀態(tài)... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 移動機械臂的發(fā)展概況
        1.2.1 國外移動機械臂的發(fā)展
        1.2.2 國內(nèi)移動機械臂的發(fā)展
    1.3 移動機械臂控制的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 移動機械臂關(guān)節(jié)空間軌跡追蹤控制研究
        1.3.2 移動機械臂操作空間軌跡追蹤控制研究
    1.4 本文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第2章 全方位移動機械臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 全方位移動機械臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.3 全方位移動機械臂數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 全方位移動機械臂運動學(xué)模型
        2.3.2 全方位移動機械臂動力學(xué)模型
    2.4 全方位移動機械臂動力學(xué)分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 全方位移動機械臂自抗擾控制
    3.1 引言
    3.2 自抗擾控制技術(shù)
    3.3 全方位移動機械臂自抗擾控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.3.1 控制器設(shè)計
        3.3.2 ESO設(shè)計
    3.4 全方位移動機械臂控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        3.4.1 ESO穩(wěn)定性分析
        3.4.2 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    3.5 仿真結(jié)果與分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于改進型ESO的全方位移動機械臂滑�？刂�
    4.1 引言
    4.2 滑模控制
    4.3 控制系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 改進型ESO設(shè)計
        4.3.2 滑�？刂破髟O(shè)計
    4.4 穩(wěn)定性分析
        4.4.1 改進型ESO穩(wěn)定性分析
        4.4.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    4.5 仿真結(jié)果與分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于操作空間的全方位移動機械臂Super Twisting控制
    5.1 引言
    5.2 控制系統(tǒng)設(shè)計
        5.2.1 ESO設(shè)計
        5.2.2 基于操作空間的ST控制器設(shè)計
    5.3 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
    5.4 仿真結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種抑制初始微分峰值現(xiàn)象的改進型三階時變參數(shù)擴張狀態(tài)觀測器[J]. 孫佃升,章躍進.  電機與控制學(xué)報. 2017(09)
[2]自抗擾控制器在陀螺穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 魏永清,許江寧,馬恒.  電機與控制學(xué)報. 2017(01)
[3]基于雙曲正切函數(shù)的二階時變參數(shù)擴張狀態(tài)觀測器[J]. 于洪國,康忠健,陳瑤.  控制理論與應(yīng)用. 2016(04)
[4]嫦娥三號“玉兔號”巡視器遙操作中的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 吳偉仁,周建亮,王保豐,劉傳凱.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2014(04)
[5]快速刀具伺服系統(tǒng)自抗擾控制的研究與實踐[J]. 吳丹,趙彤,陳懇.  控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[6]自抗擾控制思想探究[J]. 高志強.  控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[7]自抗擾控制技術(shù)在電液力伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 郭棟,付永領(lǐng),盧寧,龍滿林.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[8]自抗擾控制技術(shù)[J]. 韓京清.  前沿科學(xué). 2007(01)
[9]移動機器人的研究現(xiàn)狀與趨勢[J]. 張明路,丁承君,段萍.  河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)
[10]自抗擾控制器的發(fā)展[J]. 黃一,張文革.  控制理論與應(yīng)用. 2002(04)

博士論文
[1]輪式移動機械臂傾覆與滑移問題研究[D]. 宋韜.上海大學(xué) 2016
[2]滑模控制理論及在移動機械臂中的應(yīng)用[D]. 吳玉香.華南理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]移動機械臂運動規(guī)劃研究[D]. 吳江.浙江理工大學(xué) 2017
[2]智能清掃機器人設(shè)計及其路徑規(guī)劃的研究[D]. 張超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]移動機械臂跟蹤控制與運動規(guī)劃研究[D]. 林冠楠.上海交通大學(xué) 2012



本文編號：3034423