检索结果-内蒙古大学图书馆

振动．测试与诊断 2020年第3期40卷 519-525,626页

作者：李成成王广林潘旭东李跃峰兰州交通大学机电工程学院兰州730070 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为实现电动负载模拟器的高精度控制,针对负载模拟器运行中受到的摩擦力影响问题,提出基于改进布谷鸟算法(improved cuckoo search algorithm,简称ICSA)的摩擦模型参数辨识方法。首先,搭建了电动负载模拟器试验样机,建立了动力学数学模型... 详细信息

为实现电动负载模拟器的高精度控制,针对负载模拟器运行中受到的摩擦力影响问题,提出基于改进布谷鸟算法(improved cuckoo search algorithm,简称ICSA)的摩擦模型参数辨识方法。首先,搭建了电动负载模拟器试验样机,建立了动力学数学模型,并引入一种连续摩擦模型代替传统不连续摩擦模型;其次,将布谷鸟算法(cuckoo search algorithm,简称CSA)进行改进,在辨识中自动调整判定概率和步长的数值,提高了收敛速度和收敛精度;然后,通过逐点试验的方法得到了负载模拟器角速度范围为[-1,1]rad/s的摩擦力数据,并利用ICSA算法对摩擦力模型进行辨识;最后,进行了验证试验。试验结果表明:ICSA算法能准确快速地辨识出连续摩擦模型的6个参数,且收敛速度快、准确性高;当迭代达到最大迭代次数时,ICSA算法的目标函数值较CSA算法减小了45.2%。

关键词：电动负载模拟器改进布谷鸟算法连续摩擦模型参数辨识

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基于快速动力学辨识的机器人力/位混合控制碰撞检测研究

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仪器仪表学报 2021年第6期42卷 161-171页

作者：张春涛王勇穆春阳李家旺刘正士合肥工业大学机械工程学院合肥23000 北方民族大学机电工程学院银川750021 北京灵思创奇科技有限公司北京10000

针对机器人力/位混合控制时发生异常碰撞所导致的安全问题,提出一种基于快速动力学辨识的碰撞检测方案。首先,建立机器人快速动力学的辨识模型,基于拉格朗日法整理出机器人关节重力矩的最简三角函数回归矩阵,运用连续摩擦模型建模关节... 详细信息

针对机器人力/位混合控制时发生异常碰撞所导致的安全问题,提出一种基于快速动力学辨识的碰撞检测方案。首先,建立机器人快速动力学的辨识模型,基于拉格朗日法整理出机器人关节重力矩的最简三角函数回归矩阵,运用连续摩擦模型建模关节摩擦力;然后,采用最小二乘法分别辨识出机器人关节的重力矩最简参数集和连续摩擦模型参数集;最后,为验证提出方法的有效性,设计并完成机器人快速动力学辨识和碰撞检测实验。结果表明:提出的方法能够快速有效地辨识机器人的动力学参数,可实时检测机器人位置控制方向上4 N·m,力控制方向8 N·m以上的异常碰撞,有效保障操作人员和设备的安全,具有一定的工程参考价值。

关键词：机器人力/位混合控制连续摩擦模型重力辨识碰撞检测

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2R耦合驱动关节动力学建模与参数辨识

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机械工程学报 2022年第23期58卷 51-64页

作者：卢浩郭士杰杨志强陈力邓飞王洪波复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 复旦大学智能机器人教育部工程研究中心上海200433 上海智能机器人工程技术研究中心上海200433 河北工业大学机械工程学院天津300130

围绕护理机器人的人机安全接触和轻量大负载需求,提出了一种2R耦合驱动关节构型,并解决了耦合驱动动力学建模问题,为高性能运动控制器搭建提供基础。该关节设计紧凑、负载能力强,两个伺服电机经过三级减速后,通过差动结构实现两自由度... 详细信息

围绕护理机器人的人机安全接触和轻量大负载需求,提出了一种2R耦合驱动关节构型,并解决了耦合驱动动力学建模问题,为高性能运动控制器搭建提供基础。该关节设计紧凑、负载能力强,两个伺服电机经过三级减速后,通过差动结构实现两自由度耦合输出,且表面光滑适宜与人接触。通过运动学分析了耦合驱动的原理,利用拉格朗日法建立了耦合驱动动力学模型。为解决速度零点摩擦力不连续,造成基于模型的控制器运动性能变差的问题,引入了连续可微摩擦模型,利用连续可微特性采用灰色模型提高了辨识精度。研制了机器人关节样机,进行了关节解耦、摩擦数据采集、参数辨识及轨迹跟踪等试验,结果表明所设计的耦合驱动关节可以完成周转、俯仰两个转动自由度的单独及耦合运动,并且输出扭矩与重量的比值达到了143.6 N·m/kg,可以满足轻量大负载护理需求,同时基于所建立动力学模型的运动控制可以显著提高轨迹跟踪的准确性。

关键词：护理机器人耦合驱动关节动力学建模连续摩擦模型

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基于扩张观测器火箭炮伺服系统鲁棒控制

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火力与指挥控制 2020年第11期45卷 32-36页

作者：吴跃飞殷晓晴崔林威南京邮电大学自动化学院南京210023

火箭炮伺服系统负载非线性摩擦对系统的动态及静态性能影响很大,而系统中存在的不平衡力矩大范围变化及方位框架和俯仰框架之间不可避免的耦合干扰作用等,使得系统存在着严重的非线性。针对这些问题,建立了火箭炮位置伺服系统数学模型,... 详细信息

火箭炮伺服系统负载非线性摩擦对系统的动态及静态性能影响很大,而系统中存在的不平衡力矩大范围变化及方位框架和俯仰框架之间不可避免的耦合干扰作用等,使得系统存在着严重的非线性。针对这些问题,建立了火箭炮位置伺服系统数学模型,基于扩张观测器设计鲁棒输出反馈控制器,该控制策略将包含未知外负载力的干扰项视为未知输入,构造未知输入观测器,通过使用误差反馈项符号的连续鲁棒积分控制方法来适应的有界干扰。仿真结果表明,所提出的控制方法可有效地抑制摩擦和扰动对系统的不利影响,实现了在存在参数不确定性和各种干扰情况下的渐近跟踪性能。

关键词：伺服系统连续摩擦模型建模不确定性积分鲁棒控制方法

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连续回转电液伺服马达摩擦特性及变结构控制研究

连续回转电液伺服马达摩擦特性及变结构控制研究

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作者：冯亚铭哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

连续回转电液伺服马达作为飞行模拟半实物仿真转台的重要驱动设备,具备高频响、高精度、超低速等良好的性能。由于马达系统在运行过程中存在摩擦力矩干扰等不确定非线性因素,影响连续回转电液伺服马达系统的控制性能。因此,本文针对摩... 详细信息

连续回转电液伺服马达作为飞行模拟半实物仿真转台的重要驱动设备,具备高频响、高精度、超低速等良好的性能。由于马达系统在运行过程中存在摩擦力矩干扰等不确定非线性因素,影响连续回转电液伺服马达系统的控制性能。因此,本文针对摩擦力矩对系统性能的影响,结合变结构控制策略,进一步改善马达系统的性能。查阅国内外相关文献,简述连续回转马达和电液伺服系统的研究现状,总结摩擦模型种类以及常用的摩擦补偿方式,并分析滑模变结构和柔性变结构控制器的特点及研究现状,在此基础上提出本文的研究重点。首先,根据连续回转马达系统的相关参数,采用传统数学建模方式,建立连续回转马达系统的状态空间模型;采用一种连续可微的动态摩擦模型,通过实验采集数据,利用遗传算法进行参数辨识,获得精确摩擦模型,并确定基于此连续摩擦模型的连续回转马达系统摩擦力矩补偿方案。其次,针对影响连续回转马达电液伺服系统的不确定非线性因素,提出一种基于改进幂次趋近律的连续回转马达系统滑模变结构控制器,设计一种改进幂次趋近律,可以自适应调节抖振;设计切换函数,推导出控制率;结合摩擦补偿,采用经验法进行参数整定。通过与PID控制进行仿真对比,验证连续回转马达电液伺服系统改进幂次趋近律的滑模变结构控制器的有效性。然后,为改善滑模控制系统抖振问题,借鉴动态柔性变结构控制理论,将其简化后与PD控制器相融合,提出一种简化动态柔性变结构PD控制器,结合摩擦补偿,利用遗传算法进行在线参数整定。通过与滑模变结构控制器进行仿真对比,验证简化动态柔性变结构PD控制器可以改善连续回转马达电液伺服系统的性能。最后,基于简化动态柔性变结构PD控制器,进行连续回转电液伺服马达系统实验研究,通过与仿真结果对比,验证该控制器的可行性。

关键词：连续回转电液伺服马达连续摩擦模型滑模变结构控制简化动态柔性变结构PD控制

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基于半实物仿真的农用轮式机器人转向控制研究

基于半实物仿真的农用轮式机器人转向控制研究

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作者：司博文安徽农业大学

学位级别：硕士

农业轮式机器人能够有效提高农田作业效率,减小人力成本,是未来农机的重要发展方向,但是农业机器人的开发成本较高,可靠性不足以及底盘转向系统响应较慢等因素制约了其进一步的推广和应用。提高转向系统控制精度和响应速度是提升机器人... 详细信息

农业轮式机器人能够有效提高农田作业效率,减小人力成本,是未来农机的重要发展方向,但是农业机器人的开发成本较高,可靠性不足以及底盘转向系统响应较慢等因素制约了其进一步的推广和应用。提高转向系统控制精度和响应速度是提升机器人稳定性和灵活性的关键。为此,本文设计了一种基于连续摩擦补偿的自适应鲁棒控制器,以减小转向执行机构间的摩擦、间隙以及车轮震动等非线性干扰对转向系统的影响,提高转向系统的控制精度和稳定性。最终对所设计的控制器进行了半实物仿真台架试验,验证了控制器的有效性。具体的工作如下:1)转向系统半实物仿真试验台的搭建:根据机器人的底盘结构以及技术指标搭建转向系统半实物仿真试验台,主要分为硬件和软件两部分设计。其中硬件部分主要包括试验台机械结构的设计、测量元件和执行机构的选型、输入输出电路设计等。软件部分包括启动和监控程序设计、实时控制程序设计以及数据显示程序设计等。2)转向系统半实物仿真试验台数学模型建立:首先完成试验台的主要执行机构永磁同步电机数学模型推导,然后根据数学模型绘制控制系统的结构框图,研究永磁同步电机矢量控制,设计三环控制器,建立转向角度闭环和力矩闭环系统数学模型,最终通过耦合完成试验台模型的建立。3)基于前馈补偿的复合控制算法设计:将前馈补偿与PID算法相结合,通过仿真对比PID控制算法和前馈PID复合控制算法对系统的控制效果。仿真结果表明基于前馈补偿的复合控制算法对于被控系统的超调量的抑制和降低稳态误差有较为明显的效果,但对于外界干扰的控制效果并不好。4)基于连续摩擦补偿的自适应误差符号积分鲁棒控制器设计:建立基于连续摩擦模型的系统非线性方程,并基于系统非线性方程利用反步设计法对控制器进行设计,并通过定义李雅普诺夫函数验证了所设计控制器的稳定性。在三种工况下进行仿真验证了算法的可行性。为进一步证明控制器的精度,进行了台架试验,结果表明,所设计的控制算法性能较好,搭建的试验台能够较为准确的对转向控制系统进行测试。

关键词：农业机器人转向系统半实物仿真连续摩擦模型自适应鲁棒控制 Windows+RTX

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基于积分鲁棒的电液伺服系统渐进控制

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微特电机 2019年第1期47卷 78-81页

作者：杨洋南京航空航天大学南京210016

电液伺服系统具有未知的动力学和有界扰动,针对该问题,采用光滑摩擦模型来适应未知的非线性,同时针对近似误差和其它有界扰动,利用误差项符号的积分鲁棒方法来补偿,减少了总体控制抖动和传统的高增益反馈带来的保守性,同时证明了系统跟... 详细信息

电液伺服系统具有未知的动力学和有界扰动,针对该问题,采用光滑摩擦模型来适应未知的非线性,同时针对近似误差和其它有界扰动,利用误差项符号的积分鲁棒方法来补偿,减少了总体控制抖动和传统的高增益反馈带来的保守性,同时证明了系统跟踪精度可渐近收敛。仿真结果表明该控制方法可提高系统性能,且控制输入是光滑的,便于在实际工程中执行。

关键词：电液位置伺服系统连续摩擦模型建模不确定性非线性控制

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