本文關(guān)鍵詞：多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)一致性控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步,越來越多的柔性機(jī)器臂被廣泛應(yīng)用到工程項目中。一般而言,單個的機(jī)器臂難以完成復(fù)雜的任務(wù)。為提高系統(tǒng)的可靠性和魯棒性,通常需要多個柔性機(jī)器臂協(xié)同工作。因此,多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)一致性問題的研究受到越來越多的關(guān)注。本文對多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)的研究主要基于多自主體系統(tǒng)理論,即將每個柔性機(jī)器臂看成一個自主體。研究多自主體一致性控制,目標(biāo)是設(shè)計適當(dāng)?shù)囊恢滦钥刂茀f(xié)議,最終使各自主體的狀態(tài)達(dá)到一致�，F(xiàn)有的多自主體系統(tǒng)一致性控制理論中主要存在兩個問題:一是研究主要集中于線性系統(tǒng),對非線性動態(tài)的自主體研究較少;二是所設(shè)計的一致性控制算法保守性較大。這兩個問題限制了多自主體系統(tǒng)一致性控制理論的工程應(yīng)用。本文主要圍繞這兩個問題,引入單邊Lipschitz條件,設(shè)計保守性更低的一致性控制算法。具體而言,本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)針對具有單邊Lipschitz非線性動態(tài)的自主體,建立了在靜態(tài)協(xié)議下多自主體系統(tǒng)一致性控制算法存在的充分條件。通過矩陣技術(shù),將該充分條件變換為可以通過數(shù)值軟件求解的線性矩陣不等式形式。作為特例也研究了Lipschitz非線性多機(jī)器臂一致性控制設(shè)計。并進(jìn)一步研究了基于觀測器協(xié)議無虛擬領(lǐng)導(dǎo)者的單邊Lipschitz非線性多機(jī)器臂系統(tǒng)一致性。(2)研究了一般Lipschitz非線性多柔性機(jī)器臂在固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的一致性問題。根據(jù)單個柔性機(jī)器臂的結(jié)構(gòu)信息設(shè)計出相對合理的一致性自適應(yīng)算法,并將一致性算法與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合起來,運用代數(shù)圖論等相關(guān)知識分析多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)能否達(dá)到一致。我們?yōu)槿嵝詸C(jī)器臂狀態(tài)權(quán)重設(shè)計了一個自適應(yīng)協(xié)議,充分考慮了非線性部分的結(jié)構(gòu)信息。作為特例,也對Lipschitz非線性多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)一致性的情況進(jìn)行了研究。(3)基于Matlab平臺對多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)進(jìn)行了一致性算法的數(shù)值仿真。對單邊Lipschitz非線性柔性多機(jī)器臂系統(tǒng)、基于觀測器的單邊Lipschitz非線性多機(jī)器臂系統(tǒng)和帶自適應(yīng)協(xié)議的一般Lipschitz非線性多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)等的一致性算法分別進(jìn)行了數(shù)值仿真。仿真結(jié)果驗證了本文給出的一致性算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：多柔性機(jī)器臂 多自主體 自適應(yīng) 一致性 Lipschitz 單邊Lipschitz
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題的背景和意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究概述14-18
• 1.2.1 多機(jī)器人系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 多自主體一致性研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第二章 多柔性機(jī)器臂系統(tǒng)及相關(guān)研究方法20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 基本圖論知識20-22
• 2.3 柔性機(jī)器人系統(tǒng)介紹22-25
• 2.3.1 柔性機(jī)器人發(fā)展背景22-23
• 2.3.2 柔性機(jī)器臂數(shù)學(xué)模型建立的假設(shè)條件23-24
• 2.3.3 多連桿柔性機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型簡介24-25
• 2.3.4 單連桿柔性機(jī)器臂系統(tǒng)簡化模型簡介25
• 2.4 多自主體一致性理論介紹25-29
• 2.4.1 自主體動態(tài)方程介紹26-27
• 2.4.2 Lyapunov 穩(wěn)定性理論介紹27-29
• 2.5 相關(guān)引理及定義29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 單邊Lipschitz非線性多機(jī)器臂系統(tǒng)一致性32-51
• 3.1 引言32-33
• 3.2 單邊Lipschitz非線性多自主體一致性33-41
• 3.2.1 問題陳述及理論基礎(chǔ)33-34
• 3.2.2 主要結(jié)論及證明34-41
• 3.3 基于觀測器的單邊Lipschitz非線性多自主體系統(tǒng)的一致性41-45
• 3.3.1 問題描述與理論基礎(chǔ)41-42
• 3.3.2 主要結(jié)論及證明42-45
• 3.4 基于柔性機(jī)器臂仿真研究45-49
• 3.4.1 單邊Lipschitz非線性多自主體一致性仿真45-47
• 3.4.2 基于觀測器的單邊Lipschitz非線性多自主體系統(tǒng)的一致性47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第四章 基于自適應(yīng)協(xié)議的Lipschitz非線性多機(jī)器臂系統(tǒng)一致性51-61
• 4.1 引言51
• 4.2 Lipschitz動態(tài)的多自主體一致性研究51-54
• 4.2.1 問題陳述及理論基礎(chǔ)51-52
• 4.2.2 主要結(jié)論及證明52-54
• 4.3 一般Lipschitz動態(tài)的多自主體一致性研究54-57
• 4.3.1 問題陳述及理論基礎(chǔ)54-55
• 4.3.2 主要結(jié)論及證明55-57
• 4.4 基于柔性機(jī)器臂仿真研究57-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-64
• 5.1 工作總結(jié)61-62
• 5.2 工作展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果69-71
• 致謝71-72

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本文編號：318771