雙連桿柔性機(jī)械手負(fù)載自適應(yīng)模糊滑??刂?/h1>
時(shí)間:2009-03-31 14:51:38來源:ronggang
導(dǎo)語:?提出一種慢變子系統(tǒng)采用自適應(yīng)模糊滑模控制、快變子系統(tǒng)采用最優(yōu)控制的混合控制方法
摘 要:討論了柔性機(jī)械手末端負(fù)載變化時(shí)的控制問題。應(yīng)用奇異攝動將雙連桿柔性機(jī)械手系統(tǒng)分解為慢變、快變兩個(gè)子系統(tǒng)。提出一種慢變子系統(tǒng)采用自適應(yīng)模糊滑??刂?、快變子系統(tǒng)采用最優(yōu)控制的混合控制方法。仿真結(jié)果表明,該方法不僅能實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械手軌跡的快速、準(zhǔn)確跟蹤,有效的抑制彈性振動,并且對負(fù)載的變化具有強(qiáng)的魯棒性。
關(guān)鍵詞:雙連桿;柔性機(jī)械手;奇異攝動;自適應(yīng)模糊滑模控制;最優(yōu)控制
Abstract: A composite controller is designed based on the singular perturbation model of a two-link flexible manipulators. An adaptive fuzzy sliding mode control is designed for the slow subsystem, and an optimal control is desinged to stabilize the fast subsystem. Numerical simulation results confirm that the proposed controller not only can perform fast and accurate tracking, but also can suppress tip vibration effectively, and has strong robustness to load varying.
Keywords: Two- link;Flexible manipulator; Singular perturbation; Adaptive fuzzy sliding mode control; Optimal control
對柔性機(jī)械手進(jìn)行控制要達(dá)到兩個(gè)目標(biāo):一是完成精確的定位或力控制;二是在定位或力的控制過程中,盡可能快的消除彈性振動。而柔性機(jī)械手中彈性振動的存在使得其動力學(xué)是非線性的、無窮維的和分布參數(shù)的,這就使得柔性機(jī)械手的控制問題成為一大難題。
通常對柔性機(jī)械手的控制有兩類方法。一是傳統(tǒng)的控制理論,包括PID控制、魯棒控制、H無窮控制和奇異攝動控制等;二是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和遺傳算法等智能控制方法。其中,模糊控制對于用傳統(tǒng)方法難以處理的對象,如強(qiáng)耦合的、非線性的、不確定性的對象,可以較方便的得出控制策略,并且算法簡便、實(shí)時(shí)性好。
針對雙連桿柔性機(jī)械手負(fù)載變化時(shí)的位置控制問題,本文基于假設(shè)模態(tài)法和奇異攝動理論,將系統(tǒng)分解為慢變和快變兩個(gè)子系統(tǒng)[1,2]。在設(shè)計(jì)慢變子系統(tǒng)控制器時(shí),考慮到系統(tǒng)具有強(qiáng)非線性性、強(qiáng)耦合性及不確定性等特點(diǎn),采用了自適應(yīng)模糊滑??刂疲ê営洖锳FS)方法??熳冏酉到y(tǒng)經(jīng)變換后呈線性系統(tǒng),故采用簡單的最優(yōu)控制即可快速有效的抑制振動。最后通過仿真計(jì)算驗(yàn)證了本文方法的有效性。
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雙連桿柔性機(jī)械手負(fù)載自適應(yīng)模糊滑模控制