机械臂变指数趋近律滑模控制律设计

针对机械臂滑模控制中存在抖振的问题,采用改进趋近律的思想来设计滑模控制律,以达到有效抑制抖振的目的。在对滑模控制的特点和常用的指数趋近律进行分析的基础上,提出了一种变指数趋近律,并对其趋近性能进行了分析;结合机械臂动力学模型和改进的趋近律设计了相应的滑模控制策略,对其控制效果进行了验证。仿真结果表明,该控制策略不仅有效地抑制了系统的抖振,而且保证了机械臂系统对期望轨迹的快速跟踪性,进而提高了机械臂的工作性能。     

一种基于ADAMS-SIMULINK的机械臂关节动力学分析和联合仿真

本文运用ADAMS软件对一种机械臂关节的虚拟动力学模型进行了建模,建模过程中充分考虑了齿轮的啮合刚度、运动副之间的阻尼、负载惯量、传动比以及齿轮间隙等因素。其中,齿轮的啮合刚度和负载惯量对机械臂关节的频率特性起关键性作用。研制了机械臂关节的样机。为了改善机械臂关节机电系统的伺服特性,利用ADAMS-SIMULINK联合仿真建立了机械臂关节的伺服控制模型,将关节的ADAMS动力学模型中的传感器和执行器参数直接嵌入到MATLAB环境中,形成伺服控制系统设计。通过比对样机的实验数据,对虚拟样机参数进行了优化。所以,机械臂关节的复杂动力学模型可以用于指导关节的设计、仿真和试验。     

机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制

针对刚性机械臂有限时间鲁棒控制问题,提出了一种新的自适应非奇异快速终端滑模控制方法.该方法将非奇异快速终端滑模控制与自适应律相结合,使用非奇异快速终端滑模面加快机械臂轨迹跟踪误差的收敛速度,解决了终端滑模中的奇异问题;通过双曲正切函数代替符号函数减小控制输入的抖振;利用自适应律对未知的外部扰动和系统的不确定性进行估计,实现了在集总扰动未知情况下的轨迹跟踪.构造Lyapunov函数,证明机械臂系统能够在有限时间内稳定收敛.最后二自由度机械臂仿真实验结果验证了所设计控制器的有效性和鲁棒性.     

一个非线性系统的控制律计算及仿真

针对柔性机械臂非线性系统的模型，采用非线性状态反馈局部解耦和基于非线性泛函在给定函数附近线性展开的思想，导出了一种使系统沿期望轨迹运行的控制律计算方法，仿真与实验结果验证了其有效性。     

一类欠驱动系统的双环滑模控制仿真

针对一类欠驱动四旋翼飞行器(Quadrotor UAV)受控模型,提出一种基于内外环的滑模控制策略,实现了对Quadrotor UAV系统的稳定控制与跟踪。首先采用拉格朗日方程建立四旋翼飞行器的动力学模型,然后根据其数学模型设计以位置系统为外环,姿态系统为内环,滑模控制律为控制方法的内外环控制策略。最后在Matlab环境中对该系统进行仿真,验证了该控制策略的有效性。     

基于反步法的四旋翼飞行器自适应滑动模态控制

针对四旋翼飞行器非线性模型系统参数不确定性和外界干扰随机性的控制问题,提出一种基于反步法的自适应滑模控制器设计方法。将四旋翼飞行器动力学模型进行简化分解为欠驱动和全驱动两个部分;对相应的不确定性进行估计,选取适当的Lyapunov函数,采用反步的方法回馈递推得到自适应滑模控制律,从而提高飞行器对外界环境变化自适应能力。依据该方法在Matlab/Simulink环境下进行控制器设计并完成仿真验证。结果表明,基于反步法的四旋翼飞行器自适应滑动模态控制方法比非自适应控制方法具有更好的适应性和鲁棒性。     

柔性机械臂有限时问控制器设计与仿真实现

为了验证系统在有限时间控制律的作用下具有收敛速度快,稳态精度高的优点,采用有限拍控制方法设计有限时间控制器。并以一个单连杆机器人手臂为研究对象,先建立柔性机械臂的数学模型,再基于近似线性化方法得到机械臂的线性数学模型,并在Matlab仿真软件Simulink环境中做了柔性机械臂在有限时间控制器作用下的响应速率与稳态误差实验。分析试验数据,得到系统在有限时问控制律作用下具有较好的收敛速度与稳态误差。     

串联机械臂运动控制系统设计

由于加工装配的累积误差,驱动控制,机械臂的柔性变形以及实际工作环境中振动等因素的干扰,导致无法准确获取机械臂的运动学模型和动力学模型,导致机械臂实际的运动性能与期望的高精度运动性能相比出现较大的差距。针对上述问题,文中通过研究串联机械臂轨迹优化算法,设计了一套简单且实时性的机械臂控制变量补偿系统,以减少甚至消除机械臂的运动学误差。这一技术的实现,将对提高装备制造业中机械臂运动精度关键技术的发展起到推动作用。     

电动客车用无刷直流电机控制系统仿真分析

针对电动客车提出了一种新的纯电动客车用无刷直流电机的系统建模方法,该无刷直流电机模型可以实现无刷直流电机的性能、同时可以实现无刷直流电机的过流、欠压及霍尔传感器缺相等故障保护的综合仿真,将此无刷直流电机模型应用于纯电动客车驱动系统。通过分析无刷直流电机数学模型和纯电动客车动力学方程,采用S函数和模块化建模方法,在Matlab7.0/Simulink环境下,建立了无刷直流电机驱动纯电动客车车速控制系统模型,并对该控制策略在某档位下进行了静、动态性能验证。仿真结果表明:车速调速策略具有超调小、响应速度快、鲁棒性好、自适应能力强等优点,同时验证了带有故障保护功能模型的有效性,为无刷直流电机驱动纯电动客车系统仿真提供了新的方法     

基于BP神经网络的机械臂轨迹控制研究

针对六自由度机械臂耦合性强、时变、非线性等性能,基于拉格朗日动力学建模方法,文章采用BP神经网络逼近模型,实现高精度轨迹跟踪。该方法根据六自由度机械臂本体采集的数据进行黑箱辨识建模解耦,建模过程采用BP神经网络逼近,提升建模精度、简化建模过程。针对解耦后的系统,还需建立PID闭环控制器进一步实现轨迹跟踪控制。仿真及实验结果表明,基于BP神经网络的PID控制器能够改善系统的鲁棒性和稳定性,并有效抑制抖动。