漂浮柔性基、柔性关节空间机器人的奇异摄动模糊最优混合控制

来源 :第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ydfang
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  柔性空间机器人是目前机器人研究领域的热点话题之一。本文主要讨论一类漂浮柔性基、柔性关节空间机器人载体姿态调整、各臂杆关节轨迹追踪控制及双柔性振动抑制问题。首先,针对由系统动量守恒关系、拉格朗日法得到的系统动力学模型,在引入柔性补偿以等效增强柔性机器人关节刚度的基础上,使用奇异摄动方法将其分解为一个表示机器人刚性轨迹运动的慢变子系统和一个表示基座、关节柔性振动的快变子系统。其次,为避免系统模型非线性、系统真实动态难以精确描述等因素对控制系统的影响,将人类专家控制经验融入慢变控制器的设计之中,提出了一种独立于机器人慢变模型的载体姿态与机械臂各连杆关节协调运动的模糊控制方案;同时,结合快变子系统的线性性质、完全可控性并通过设定相应的系统性能指标泛函,为快变子系统设计了一种柔性基、柔性关节振动抑制的二次线性最优控制方案。最后,将上述两个子系统控制方案综合得到的模糊最优混合控制方案运用于系统的仿真控制;仿真结果表明,所提混合控制方案能在有效抑制系统柔性振动的基础上实现对系统刚性轨迹的精确追踪。
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