用于柔性关节机器人位置控制的幅值饱和非线性状态反馈控制器

发布时间：2018-06-13 07:11

  本文选题：柔性关节机器人 + 位置控制　； 参考：《机器人》2017年04期

【摘要】：针对柔性关节机器人(FJR)的位置控制问题,设计了一种带摩擦力补偿的幅值饱和非线性状态反馈控制器(ASNSFC).该方法能够只用电机的位置和速度信息,实现FJR的位置控制,并且该方法能够有效抑制残余抖动.具体而言,首先根据FJR的动力学模型分析了传统PD(比例-微分)控制算法的不足;在此基础上结合人机共融安全方面的需求,设计ASNSFC并通过李亚普诺夫分析方法从理论上证明了闭环系统的稳定性.在自主研制的FJR平台上测试了本文方法的性能,实验结果表明本文方法能够取得更好的控制性能,包括将超调降低到1/10,调节时间降低一半.
[Abstract]:To solve the position control problem of flexible joint robot (FJR), an amplitude saturation nonlinear state feedback controller with friction compensation is designed. This method can only use the position and speed information of the motor to realize the position control of FJR, and the method can effectively suppress the residual jitter. Specifically, according to the dynamic model of FJR, the shortcomings of the traditional PD-PD-based control algorithm are analyzed, and the requirements of human-computer inclusive security are combined. ASNSFC is designed and the stability of closed loop system is proved theoretically by Lyapunov analysis method. The performance of the proposed method is tested on a self-developed FJR platform. The experimental results show that the proposed method can achieve better control performance, including reducing overshoot to 1 / 10 and adjusting time by half.
【作者单位】： 南开大学机器人与信息自动化研究所;天津市智能机器人技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61573198,61375087)
【分类号】：TP242

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张贵兰;耿德旭;张金涛;;柔性关节研究现状与发展趋势[J];中国新技术新产品;2010年24期

2 赵丹青;;机器人的柔性关节机械手控制研究[J];计算机仿真;2011年02期

3 张金涛;耿德旭;刘晓敏;张贵兰;张玉峰;;双向主动弯曲气动柔性关节力学特性分析[J];液压与气动;2011年06期

4 王芳;章军;刘光元;;弯曲与直线膨胀弹性波纹管驱动柔性关节的对比分析[J];液压与气动;2013年02期

5 党进;倪风雷;刘业超;刘宏;;基于新型补偿控制策略的柔性关节控制器设计[J];机器人;2011年02期

6 倪风雷;刘业超;黄剑斌;;具有谐波减速器柔性关节摩擦力辨识及控制[J];机械与电子;2012年04期

7 邱志成;基于特征模型的柔性关节机械臂的控制[J];系统仿真学报;2002年08期

8 谢辉;刘业超;谢宗武;;四自由度柔性关节机器臂残余振动的输入整形控制[J];机械与电子;2009年10期

9 张奇;刘振;谢宗武;杨海涛;刘宏;蔡鹤皋;;具有谐波减速器的柔性关节参数辨识[J];机器人;2014年02期

10 孙汉旭;褚明;贾庆轩;;柔性关节摩擦和不确定补偿的小波神经——鲁棒复合控制[J];机械工程学报;2010年13期

相关会议论文 前2条

1 谢立敏;陈力;;参数不确定的柔性关节空间机械臂系统的鲁棒控制[A];第七届全国多体系统动力学暨第二届全国航天动力学与控制学术会议会议论文集[C];2011年

2 赵志刚;田浩;赵阳;;空间机械臂柔性关节轨迹跟踪自抗扰控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

相关博士学位论文 前6条

1 张彬;基于独立光伏发电系统动力的柔性关节机器人若干问题的研究[D];北京邮电大学;2015年

2 耿德旭;双向主动弯曲气动柔性关节及其在机械手中的应用[D];吉林大学;2011年

3 杨庆华;基于气动柔性驱动器的气动柔性关节及其应用研究[D];浙江工业大学;2005年

4 刘业超;柔性关节机械臂控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

5 王峰;柔性关节机器人的参数辨识及模糊控制研究[D];北京邮电大学;2012年

6 刘晓敏;基于气动复合弹性体柔性关节机械手研究[D];吉林大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 牛俊e，

本文编号：2013180