諧波驅動系統(tǒng)非線性控制研究
發(fā)布時間：2021-03-03 13:24
由于諧波驅動系統(tǒng)具有結構緊湊、傳動穩(wěn)定和精度高等優(yōu)良性能,被廣泛應用于航天事業(yè)以及工業(yè)領域。但諧波驅動系統(tǒng)屬于柔性系統(tǒng),內(nèi)部存在著運動誤差、遲滯、摩擦等非線性動力學問題,嚴重地影響了諧波驅動系統(tǒng)在應用過程中的傳動性能。研究諧波驅動系統(tǒng)的動力學特性,提出有效的控制策略實現(xiàn)對這些非線性動力學問題的高精度補償,具有一定的理論研究意義及工程應用價值。本文首先基于反演法實現(xiàn)了忽略柔性的諧波驅動系統(tǒng)運動誤差補償,該方法基于Lyapunov函數(shù)反推的設計思路保證了系統(tǒng)跟蹤誤差的穩(wěn)定性,相比PID控制擁有較高的控制精度。為了進一步減小穩(wěn)態(tài)誤差,采用狀態(tài)擴張的方法推導了積分反演法的設計思路。設計了自適應積分反演控制器以應對模型參數(shù)未知的情況。其次,忽略柔性只能簡化模型但不符合實際情況,本文提出了一種適用于遲滯非線性高階系統(tǒng)的自適應積分反演滑�？刂撇呗浴＿t滯現(xiàn)象被視作一類有界干擾,利用滑�？刂瓶垢蓴_性好的優(yōu)點加以控制,通過自適應律估計干擾上界,實現(xiàn)了諧波驅動系統(tǒng)的遲滯補償。反演法基于Lyapunov函數(shù)的結構化設計思路,保證了這一類柔性耦合復雜系統(tǒng)的漸進穩(wěn)定性。為了減弱滑�？刂埔氲亩墩瘳F(xiàn)象,以及反演法在...
【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?（ａ）諧波減速器爆炸圖（ｂ）諧波減速器裝配圖??
??固定點逆時針移動半個輪齒。當波發(fā)生器繼續(xù)旋轉，順時針旋轉３６０°到如圖１．２??（ｃ）所示的位置時，柔輪逆時針移動２個輪齒。因此，理想的諧波齒輪傳動減??速比為１１?＝沁／（乂－／＾）。??〇０?財?３６０°??參＿＿??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１．２諧波減速器工作原理圖［１］??諧波驅動系統(tǒng)獨特的結構和工作方式使得其具
?圖２．１諧波驅動系統(tǒng)測試機示意圖［１１］??諧波驅動系統(tǒng)測試機示意圖如圖２．１所示，負載端和電機端的總動能為：??Ｔ?＝?￣２Ｊｍ〇ｍ２?＋ＩＪ１０１２?（２－１）??其中／ｍ?電機端的轉動慣量?Ｊｌ?負載端的轉動慣量??９ｍ一一電機端的位置?力一一負載端的位置??９ｍ?電機端的速度??負載端的速度??系統(tǒng)的瑞利耗散函數(shù)為：??Ｄ＾＾Ｂｍｄｍ２?＋?１－Ｂｌ９ｌ２?（２．２）??其中５ｍ—一電機端的阻尼系數(shù)??Ｂｔ一一負載端的阻尼系數(shù)??根據(jù)拉格朗日方程，有：??ｄ?ｆ?ｄｒ?＼?ａｒ?，?ａｃ?＿??７Ａ＾）￣＾ｌ?＋?＾?＝?Ｘｍ?（１３）??去（Ｓ）Ｋ?＝?ｏ?（１４）??將Ｔ和Ｄ的表達式代入以上拉格朗日方程中，我們可以得到忽略柔性的諧??１３??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器輸入受限模糊反演控制[J]. 王鵬飛,王潔,羅暢,賈英杰. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2017(03)
[2]高超聲速飛行器指令濾波反演控制[J]. 董朝陽,路遙,王青. 宇航學報. 2016(08)
[3]輸出受限遲滯非線性系統(tǒng)的反步控制器設計[J]. 趙新龍,章億凱,潘海鵬,馬連偉. 控制理論與應用. 2016(05)
[4]控制方向未知的輸入受限非線性系統(tǒng)自適應模糊反步控制[J]. 王永超,張勝修,曹立佳,扈曉翔. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2016(09)
[5]諧波驅動系統(tǒng)自適應神經(jīng)網(wǎng)絡動態(tài)面控制[J]. 王家序,劉彪,李俊陽,肖科. 華中科技大學學報(自然科學版). 2015(10)
[6]諧波齒輪傳動系統(tǒng)中動力學模型的研究進展[J]. 馬東輝,吳嘉寧,閻紹澤. 中國科技論文. 2015(16)
[7]基于非線性干擾觀測器的高超聲速飛行器滑模反演控制[J]. 卜祥偉,吳曉燕,陳永興,白瑞陽. 控制理論與應用. 2014(11)
[8]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的全向智能輪椅自適應控制[J]. 樊勁輝,賈松敏,李秀智. 華中科技大學學報(自然科學版). 2014(02)
[9]柔性關節(jié)機械臂的非線性控制策略研究[J]. 王海,周璇,夏小品,李晗. 機械科學與技術. 2014(01)
[10]考慮摩擦的諧波驅動機器人低速運動控制方法[J]. 朱世強,吳文祥,王宣銀,劉華山. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2013(11)
碩士論文
[1]諧波驅動系統(tǒng)非線性控制[D]. 夏斌.西安電子科技大學 2012
本文編號：3061340
【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：96 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?（ａ）諧波減速器爆炸圖（ｂ）諧波減速器裝配圖??
??固定點逆時針移動半個輪齒。當波發(fā)生器繼續(xù)旋轉，順時針旋轉３６０°到如圖１．２??（ｃ）所示的位置時，柔輪逆時針移動２個輪齒。因此，理想的諧波齒輪傳動減??速比為１１?＝沁／（乂－／＾）。??〇０?財?３６０°??參＿＿??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１．２諧波減速器工作原理圖［１］??諧波驅動系統(tǒng)獨特的結構和工作方式使得其具
?圖２．１諧波驅動系統(tǒng)測試機示意圖［１１］??諧波驅動系統(tǒng)測試機示意圖如圖２．１所示，負載端和電機端的總動能為：??Ｔ?＝?￣２Ｊｍ〇ｍ２?＋ＩＪ１０１２?（２－１）??其中／ｍ?電機端的轉動慣量?Ｊｌ?負載端的轉動慣量??９ｍ一一電機端的位置?力一一負載端的位置??９ｍ?電機端的速度??負載端的速度??系統(tǒng)的瑞利耗散函數(shù)為：??Ｄ＾＾Ｂｍｄｍ２?＋?１－Ｂｌ９ｌ２?（２．２）??其中５ｍ—一電機端的阻尼系數(shù)??Ｂｔ一一負載端的阻尼系數(shù)??根據(jù)拉格朗日方程，有：??ｄ?ｆ?ｄｒ?＼?ａｒ?，?ａｃ?＿??７Ａ＾）￣＾ｌ?＋?＾?＝?Ｘｍ?（１３）??去（Ｓ）Ｋ?＝?ｏ?（１４）??將Ｔ和Ｄ的表達式代入以上拉格朗日方程中，我們可以得到忽略柔性的諧??１３??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器輸入受限模糊反演控制[J]. 王鵬飛,王潔,羅暢,賈英杰. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2017(03)
[2]高超聲速飛行器指令濾波反演控制[J]. 董朝陽,路遙,王青. 宇航學報. 2016(08)
[3]輸出受限遲滯非線性系統(tǒng)的反步控制器設計[J]. 趙新龍,章億凱,潘海鵬,馬連偉. 控制理論與應用. 2016(05)
[4]控制方向未知的輸入受限非線性系統(tǒng)自適應模糊反步控制[J]. 王永超,張勝修,曹立佳,扈曉翔. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2016(09)
[5]諧波驅動系統(tǒng)自適應神經(jīng)網(wǎng)絡動態(tài)面控制[J]. 王家序,劉彪,李俊陽,肖科. 華中科技大學學報(自然科學版). 2015(10)
[6]諧波齒輪傳動系統(tǒng)中動力學模型的研究進展[J]. 馬東輝,吳嘉寧,閻紹澤. 中國科技論文. 2015(16)
[7]基于非線性干擾觀測器的高超聲速飛行器滑模反演控制[J]. 卜祥偉,吳曉燕,陳永興,白瑞陽. 控制理論與應用. 2014(11)
[8]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的全向智能輪椅自適應控制[J]. 樊勁輝,賈松敏,李秀智. 華中科技大學學報(自然科學版). 2014(02)
[9]柔性關節(jié)機械臂的非線性控制策略研究[J]. 王海,周璇,夏小品,李晗. 機械科學與技術. 2014(01)
[10]考慮摩擦的諧波驅動機器人低速運動控制方法[J]. 朱世強,吳文祥,王宣銀,劉華山. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2013(11)
碩士論文
[1]諧波驅動系統(tǒng)非線性控制[D]. 夏斌.西安電子科技大學 2012
本文編號：3061340
本文鏈接：http://www.sikaile.net/jixiegongchenglunwen/3061340.html
