中國制造業(yè)向著智能化、信息化方向發(fā)展,帶動機械臂研發(fā)水平快速成長,使得機械臂運動控制問題逐漸成為研究熱點。機械臂的核心部分是驅動機構和控制機構,由于物理元器件的局限性,死區(qū)、飽和、遲滯等輸入約束問題不可避免地存在于這些機構之中,輸入約束的存在不僅會影響機械臂系統(tǒng)工作性能,甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定;同時,出于安全、環(huán)保等方面考慮,以及提高機械臂系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,實際應用對機械臂系統(tǒng)輸出同樣提出了約束要求。本文針對帶有輸入輸出約束特性的機械臂系統(tǒng),以反步遞推控制和自適應神經網絡控制理論為基礎,設計了新的控制算法實現了機械臂系統(tǒng)在輸入輸出約束下的穩(wěn)定運行,并通過MATLAB仿真進行了驗證。本論文主要研究工作如下:首先,利用拉格朗日方程建立機械臂動力學模型,并介紹了其動力學特性。同時,詳細給出了自適應控制、神經網絡控制和反步遞推控制等控制方法的設計思路,為后面章節(jié)控制算法的提出奠定理論基礎。其次,針對帶有未知Prandtl-Ishiskiili磁滯的不確定機械臂系統(tǒng),基于遞歸控制方法提出了新的自適應神經網絡預定性能控制算法。利用參數自適應方法在線逼近系統(tǒng)的未知磁滯非線性參數,并進一步利用神經網絡控... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

二自由度機械臂結構示意圖

圖 2-2 神經網絡結構示意圖BF 神經網絡輸入層和隱藏層之間為非線性變換關系，隱藏層和輸出層之間換關系，所以 RBF 神經網絡逼近能力十分強大，并且存在一個權值矩陣W意精度逼近未知的連續(xù)非線性函數，因此可得：*f ( X ) W φ( X ) ε( X )(2-中k n *W 為最優(yōu)權值矩陣， ( )nε X 是有界逼近誤差向量，滿 ， 為任意常量且 0。*W 的選取規(guī)則為 Targmin sup ( ) ( )X *XW f X W φ X (2-反步遞推控制步遞推控制(Backstepping Control)是一種遞歸設計方法，又稱為反步法或后步遞推控制基于 Lyapunov 函數設計控制器，控制器設計過程簡單，反步遞適用于線性系統(tǒng)也適用于非線性系統(tǒng)。反步遞推控制的基本思想是：將系

燕山大學工學碩士學位論文322k2 et zz(3-式(3-36)-(3-38)帶入式(3-34)，2V 可以表示為3TT T T 2 2T 12 2 2 2 2 2 k2 12TT T2 22 2021 k ( ) ( )[ ]( ) ( ( )) ( , ) [ ]( ) dTtRd r rV tz et t r t r Rz zz z z ε z W ξ X z Ψ Ψvρ yz zz d v z τ δ X p F vz(3-理 3.1：對于具有未知 P-I 磁滯的機械臂系統(tǒng)(3-9)滿足假設條件 3-1，設計控6)-(3-38)和自適應律(3-39)-(3-42)，能夠保證整個閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號是漸近，并且輸出信號在預定性能的范圍之內。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]智能針灸機器人研發(fā)進展及關鍵技術分析[J]. 張競心,盧東東,林祺,王雪軍,盧夢葉,張小強,楊曉媛,顧繼昱,佘月凡,徐天成.  中國數字醫(yī)學. 2018(10)
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博士論文
[1]暫穩(wěn)態(tài)性能約束下非線性下三角結構系統(tǒng)的控制器設計[D]. 張柳柳.燕山大學 2017
[2]具有輸入輸出約束特性的非線性系統(tǒng)自適應控制研究[D]. 武曉晶.燕山大學 2012
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本文編號：3063639