跳變負(fù)載平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的切換控制
發(fā)布時間:2022-12-18 10:04
在實際應(yīng)用當(dāng)中,平面五桿機(jī)構(gòu)會因負(fù)載變化而導(dǎo)致系統(tǒng)當(dāng)中相應(yīng)的參數(shù)發(fā)生變化。針對這一問題,本文由拉格朗日法得出動力學(xué)模型,給出了平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的切換模型,并利用類Lyapunov函數(shù)在駐留時間框架下給出了切換系統(tǒng)控制器的設(shè)計方案,將這些方法的思想應(yīng)用到切換平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型,為其設(shè)計切換滑模跟蹤控制器。最后,為提高自適應(yīng)控制系統(tǒng)的控制效率,給出了一種參數(shù)估算方法,設(shè)計了自適應(yīng)系統(tǒng)的有限時間參數(shù)估計器,給出了參數(shù)估計值和在線更新律,并分析了其魯棒性能。本文主要工作包括如下幾部分:(1)五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的滑模跟蹤控制器設(shè)計;谖鍡U機(jī)構(gòu)的動力學(xué)模型,將滑?刂评碚搼(yīng)用于機(jī)器人的軌跡跟蹤當(dāng)中,為其設(shè)計了滑?刂破,并用Matlab/Simulink仿真驗證了系統(tǒng)的漸近跟蹤性能。(2)針對平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)在負(fù)載跳變時的跟蹤控制問題。用切換模型中的切換信號表示由負(fù)載切換帶來的參數(shù)跳變,建立平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的切換模型。采用多李雅普諾夫函數(shù)及平均駐留時間方法為系統(tǒng)設(shè)計切換滑模跟蹤控制器,在負(fù)載跳變下實現(xiàn)了漸近跟蹤。(3)為提高自適應(yīng)控制系統(tǒng)的控制品質(zhì),給出了一種參數(shù)估算方法,設(shè)計了自適應(yīng)系統(tǒng)的有限時間...
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及選題的意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第2章 知識預(yù)備
2.1 切換系統(tǒng)及其穩(wěn)定性
2.2 Lyapunov函數(shù)
2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)理論
2.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本問題介紹
2.3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制律設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
第3章 跳變負(fù)載并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制器及其切換律設(shè)計
3.1 平面五連桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的模型
3.2 平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)單一控制器設(shè)計
3.2.1 問題描述
3.2.2 滑?刂破鞯脑O(shè)計
3.2.3 仿真驗證
3.3 負(fù)載跳變下的切換滑?刂破髟O(shè)計
3.3.1 問題描述
3.3.2 切換滑;?刂破鞯脑O(shè)計
3.3.3 實驗驗證
3.4 非線性系統(tǒng)的有限時間參數(shù)估計
3.4.1 問題描述
3.4.2 主要研究內(nèi)容
3.4.3 魯棒性分析
3.4.4 無激勵條件時的參數(shù)估計
3.4.5 仿真及分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 實驗平臺介紹與實驗結(jié)果
4.1 控制系統(tǒng)硬件
4.1.1 運動控制系統(tǒng)介紹
4.1.2 運動控制器硬件連接
4.2 控制系統(tǒng)軟件
4.2.1 QUARC軟件
4.2.2 主要參數(shù)設(shè)定
4.3 控制硬件接口設(shè)置
4.4 軌跡規(guī)劃控制實驗結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模型依賴平均駐留時間的線性切換系統(tǒng)有限時間H∞控制[J]. 王通,王青,李瑋,董朝陽. 控制與決策. 2015(07)
[2]Energy Distribution Index for robot manipulators and its application to buffering capability evaluation[J]. WANG Hao 1,2* ,ZHAO Kai 2 ,CHEN GenLiang 2 &LIN ZhongQin 1,2 1State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China; 2Shanghai Key Laboratory of Digital Autobody Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science China Technological Sciences. 2011(02)
[3]考慮關(guān)節(jié)耗散的平面兩自由度五桿機(jī)構(gòu)動力學(xué)建模[J]. 李仁軍,劉宏昭,李鵬飛. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2008(12)
[4]平面五桿機(jī)構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)特性分析[J]. 于紅英,唐德威,王建宇. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2007(06)
[5]Stewart平臺式并聯(lián)機(jī)床的一種運動及受力分析方法[J]. 陳吉清,蘭鳳崇. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2007(02)
[6]基于無源化方法的移動機(jī)器人軌跡跟蹤控制[J]. 汝書偉,崔平遠(yuǎn),居鶴華. 計算機(jī)仿真. 2006(07)
[7]并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計理論及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究[J]. 高峰. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)
碩士論文
[1]平面五桿并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D]. 趙東洋.北京工商大學(xué) 2009
本文編號:3721856
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及選題的意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第2章 知識預(yù)備
2.1 切換系統(tǒng)及其穩(wěn)定性
2.2 Lyapunov函數(shù)
2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)理論
2.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本問題介紹
2.3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制律設(shè)計
2.4 本章小結(jié)
第3章 跳變負(fù)載并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制器及其切換律設(shè)計
3.1 平面五連桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的模型
3.2 平面五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)單一控制器設(shè)計
3.2.1 問題描述
3.2.2 滑?刂破鞯脑O(shè)計
3.2.3 仿真驗證
3.3 負(fù)載跳變下的切換滑?刂破髟O(shè)計
3.3.1 問題描述
3.3.2 切換滑;?刂破鞯脑O(shè)計
3.3.3 實驗驗證
3.4 非線性系統(tǒng)的有限時間參數(shù)估計
3.4.1 問題描述
3.4.2 主要研究內(nèi)容
3.4.3 魯棒性分析
3.4.4 無激勵條件時的參數(shù)估計
3.4.5 仿真及分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 實驗平臺介紹與實驗結(jié)果
4.1 控制系統(tǒng)硬件
4.1.1 運動控制系統(tǒng)介紹
4.1.2 運動控制器硬件連接
4.2 控制系統(tǒng)軟件
4.2.1 QUARC軟件
4.2.2 主要參數(shù)設(shè)定
4.3 控制硬件接口設(shè)置
4.4 軌跡規(guī)劃控制實驗結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于模型依賴平均駐留時間的線性切換系統(tǒng)有限時間H∞控制[J]. 王通,王青,李瑋,董朝陽. 控制與決策. 2015(07)
[2]Energy Distribution Index for robot manipulators and its application to buffering capability evaluation[J]. WANG Hao 1,2* ,ZHAO Kai 2 ,CHEN GenLiang 2 &LIN ZhongQin 1,2 1State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China; 2Shanghai Key Laboratory of Digital Autobody Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Science China Technological Sciences. 2011(02)
[3]考慮關(guān)節(jié)耗散的平面兩自由度五桿機(jī)構(gòu)動力學(xué)建模[J]. 李仁軍,劉宏昭,李鵬飛. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2008(12)
[4]平面五桿機(jī)構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)特性分析[J]. 于紅英,唐德威,王建宇. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2007(06)
[5]Stewart平臺式并聯(lián)機(jī)床的一種運動及受力分析方法[J]. 陳吉清,蘭鳳崇. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2007(02)
[6]基于無源化方法的移動機(jī)器人軌跡跟蹤控制[J]. 汝書偉,崔平遠(yuǎn),居鶴華. 計算機(jī)仿真. 2006(07)
[7]并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計理論及其關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)研究[J]. 高峰. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)
碩士論文
[1]平面五桿并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D]. 趙東洋.北京工商大學(xué) 2009
本文編號:3721856
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