基于模糊自适应的多机械臂力/位混合控制
发布时间：2021-07-04 16:22
多机械臂系统因具有操作灵活、应用领域广、安全性能好等优点,成为机器人学研究领域的一个热点。然而,多机臂系统是一类非线性、状态变量高度耦合、外部干扰性强的系统,传统的控制方法难以同时控制多个机械臂。此外,当多个机械臂搬运同一个物体时,机械臂与物体之间会产生内力效应,这部分内力应该被控制在合理的范围内,否则会影响整个系统的控制精度,甚至会对物体和机械臂造成损害。因此,如何处理上述问题并实现多机械臂系统的力/位混合控制具有重要的研究价值与实际意义。本文针对多机械臂系统的力/位混合控制问题,以反步法为基础,结合命令滤波技术、有限时间技术和模糊自适应控制技术,分别设计了模糊自适应反步控制器、模糊自适应命令滤波控制器和有限时间命令滤波控制器来实现多机械臂系统的力/位混合控制。本文的主要研究成果如下:1.研究了基于反步法的多机械臂力/位混合控制策略。以机械臂的动力学方程为基础,构建了多机械臂系统的动力学模型;接着运用反步法设计跟踪控制器,并结合模糊自适应技术处理系统中不可测的非线性项及干扰项;最后根据Lyapunov理论判断系统的稳定性,并使用Matlab/Simulink模块搭建仿真实验。仿真结果...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业机器人Unimate
青岛大学硕士学位论文3器人完成而不需要任何服务人员；位于上海嘉定的“亚洲一号”是京东建立的首个无人分拣仓库，效率比以往提高了70%。以上例子可以看出机器人已经成为时代的潮流。在十三届全国人大二次会议上，李克强总理指出要运用新技术新模式改造传统产业，加强科技创新中心等建设[23]。机器人技术作为高新技术中的一类，越来越受到祖国的重视，政府和企业也加大了对机器人的研究与开发。相信国内的机器人技术会更上一层楼。图1.1工业机器人Unimate图1.2PUMA图1.3达芬奇机器人图1.4阿里未来酒店1.2.2多机械臂控制理论发展概述如今，多机械臂系统的控制理论主要分为两类：主从控制方法[24-26]与位置和力的控制方法[27-29]。早期，多机械臂系统的控制理论中以主从控制方法为主。在主从控制方法中，多机械臂系统被分为主机械臂和从机械臂，主机械臂和从机械臂之间有着映射与约束的关系，可以依据相应的控制理论为主机械臂设计控制器，并根据两者之间的关系实现对从机械臂的控制[30]。在研究双机械臂搬运同一物体时，Luh[31]指出整个机械臂系统中存在运动学约束，并按照物体的运行轨迹对主机械臂进行轨迹规划。而从机械臂只需要跟踪主机械臂的运行轨迹即可，也可以依据约束关系计算出从机械臂的运行轨迹。由此可以看出主从控制方法只需要对主机械臂设计轨迹规划和相应的控制器，控制方法简单。但缺点在于，从机械臂的鲁棒性差，如果外界环境存在干扰，多机械臂系统的控制效果就很不理想。
青岛大学硕士学位论文3器人完成而不需要任何服务人员；位于上海嘉定的“亚洲一号”是京东建立的首个无人分拣仓库，效率比以往提高了70%。以上例子可以看出机器人已经成为时代的潮流。在十三届全国人大二次会议上，李克强总理指出要运用新技术新模式改造传统产业，加强科技创新中心等建设[23]。机器人技术作为高新技术中的一类，越来越受到祖国的重视，政府和企业也加大了对机器人的研究与开发。相信国内的机器人技术会更上一层楼。图1.1工业机器人Unimate图1.2PUMA图1.3达芬奇机器人图1.4阿里未来酒店1.2.2多机械臂控制理论发展概述如今，多机械臂系统的控制理论主要分为两类：主从控制方法[24-26]与位置和力的控制方法[27-29]。早期，多机械臂系统的控制理论中以主从控制方法为主。在主从控制方法中，多机械臂系统被分为主机械臂和从机械臂，主机械臂和从机械臂之间有着映射与约束的关系，可以依据相应的控制理论为主机械臂设计控制器，并根据两者之间的关系实现对从机械臂的控制[30]。在研究双机械臂搬运同一物体时，Luh[31]指出整个机械臂系统中存在运动学约束，并按照物体的运行轨迹对主机械臂进行轨迹规划。而从机械臂只需要跟踪主机械臂的运行轨迹即可，也可以依据约束关系计算出从机械臂的运行轨迹。由此可以看出主从控制方法只需要对主机械臂设计轨迹规划和相应的控制器，控制方法简单。但缺点在于，从机械臂的鲁棒性差，如果外界环境存在干扰，多机械臂系统的控制效果就很不理想。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2019世界机器人大会：人工智能为生活带来新生态[J]. 文怡. 今日科技. 2019(08)
[2]在十三届全国人大二次会议记者会上李克强总理答中外记者问[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2019(09)
[3]智能机器人发展简史[J]. 邓志东. 人工智能. 2018(03)
[4]具有时滞的柔性关节多机械臂协同自适应位置/力控制[J]. 李树荣,尹怀强. 控制理论与应用. 2017(09)
[5]基于有限时间永磁同步电机命令滤波位置跟踪控制[J]. 杨雪婷,马玉梅,于金鹏,赵林,韩瑶. 青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
[6]基于命令滤波的异步电机有限时间位置跟踪控制[J]. 韩瑶,马玉梅,于金鹏,赵林,杨雪婷. 青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
[7]考虑铁损的异步电动机模糊自适应命令滤波反步控制[J]. 于金鹏,于海生,林崇. 控制与决策. 2016(12)
[8]基于Kinect的无标定人机交互控制系统设计[J]. 林海波,王浩,张毅. 计算机工程与设计. 2015(02)
[9]基于模糊逼近的永磁同步电机混沌控制[J]. 于金鹏,于海生,高军伟,程晓卿,秦勇. 复杂系统与复杂性科学. 2013(04)
[10]基于隐式Lyapunov函数的一类不确定性机械臂位置控制方法[J]. 郭宇飞,侯保林. 南京理工大学学报. 2013(03)
硕士论文
[1]协同多机械臂位置/力控制方法研究[D]. 王华荣.中国石油大学(华东) 2016
[2]多机械臂系统协调控制研究[D]. 丁楠.上海交通大学 2012
本文编号：3265124
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业机器人Unimate
青岛大学硕士学位论文3器人完成而不需要任何服务人员；位于上海嘉定的“亚洲一号”是京东建立的首个无人分拣仓库，效率比以往提高了70%。以上例子可以看出机器人已经成为时代的潮流。在十三届全国人大二次会议上，李克强总理指出要运用新技术新模式改造传统产业，加强科技创新中心等建设[23]。机器人技术作为高新技术中的一类，越来越受到祖国的重视，政府和企业也加大了对机器人的研究与开发。相信国内的机器人技术会更上一层楼。图1.1工业机器人Unimate图1.2PUMA图1.3达芬奇机器人图1.4阿里未来酒店1.2.2多机械臂控制理论发展概述如今，多机械臂系统的控制理论主要分为两类：主从控制方法[24-26]与位置和力的控制方法[27-29]。早期，多机械臂系统的控制理论中以主从控制方法为主。在主从控制方法中，多机械臂系统被分为主机械臂和从机械臂，主机械臂和从机械臂之间有着映射与约束的关系，可以依据相应的控制理论为主机械臂设计控制器，并根据两者之间的关系实现对从机械臂的控制[30]。在研究双机械臂搬运同一物体时，Luh[31]指出整个机械臂系统中存在运动学约束，并按照物体的运行轨迹对主机械臂进行轨迹规划。而从机械臂只需要跟踪主机械臂的运行轨迹即可，也可以依据约束关系计算出从机械臂的运行轨迹。由此可以看出主从控制方法只需要对主机械臂设计轨迹规划和相应的控制器，控制方法简单。但缺点在于，从机械臂的鲁棒性差，如果外界环境存在干扰，多机械臂系统的控制效果就很不理想。
青岛大学硕士学位论文3器人完成而不需要任何服务人员；位于上海嘉定的“亚洲一号”是京东建立的首个无人分拣仓库，效率比以往提高了70%。以上例子可以看出机器人已经成为时代的潮流。在十三届全国人大二次会议上，李克强总理指出要运用新技术新模式改造传统产业，加强科技创新中心等建设[23]。机器人技术作为高新技术中的一类，越来越受到祖国的重视，政府和企业也加大了对机器人的研究与开发。相信国内的机器人技术会更上一层楼。图1.1工业机器人Unimate图1.2PUMA图1.3达芬奇机器人图1.4阿里未来酒店1.2.2多机械臂控制理论发展概述如今，多机械臂系统的控制理论主要分为两类：主从控制方法[24-26]与位置和力的控制方法[27-29]。早期，多机械臂系统的控制理论中以主从控制方法为主。在主从控制方法中，多机械臂系统被分为主机械臂和从机械臂，主机械臂和从机械臂之间有着映射与约束的关系，可以依据相应的控制理论为主机械臂设计控制器，并根据两者之间的关系实现对从机械臂的控制[30]。在研究双机械臂搬运同一物体时，Luh[31]指出整个机械臂系统中存在运动学约束，并按照物体的运行轨迹对主机械臂进行轨迹规划。而从机械臂只需要跟踪主机械臂的运行轨迹即可，也可以依据约束关系计算出从机械臂的运行轨迹。由此可以看出主从控制方法只需要对主机械臂设计轨迹规划和相应的控制器，控制方法简单。但缺点在于，从机械臂的鲁棒性差，如果外界环境存在干扰，多机械臂系统的控制效果就很不理想。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2019世界机器人大会：人工智能为生活带来新生态[J]. 文怡. 今日科技. 2019(08)
[2]在十三届全国人大二次会议记者会上李克强总理答中外记者问[J]. 中华人民共和国国务院公报. 2019(09)
[3]智能机器人发展简史[J]. 邓志东. 人工智能. 2018(03)
[4]具有时滞的柔性关节多机械臂协同自适应位置/力控制[J]. 李树荣,尹怀强. 控制理论与应用. 2017(09)
[5]基于有限时间永磁同步电机命令滤波位置跟踪控制[J]. 杨雪婷,马玉梅,于金鹏,赵林,韩瑶. 青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
[6]基于命令滤波的异步电机有限时间位置跟踪控制[J]. 韩瑶,马玉梅,于金鹏,赵林,杨雪婷. 青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
[7]考虑铁损的异步电动机模糊自适应命令滤波反步控制[J]. 于金鹏,于海生,林崇. 控制与决策. 2016(12)
[8]基于Kinect的无标定人机交互控制系统设计[J]. 林海波,王浩,张毅. 计算机工程与设计. 2015(02)
[9]基于模糊逼近的永磁同步电机混沌控制[J]. 于金鹏,于海生,高军伟,程晓卿,秦勇. 复杂系统与复杂性科学. 2013(04)
[10]基于隐式Lyapunov函数的一类不确定性机械臂位置控制方法[J]. 郭宇飞,侯保林. 南京理工大学学报. 2013(03)
硕士论文
[1]协同多机械臂位置/力控制方法研究[D]. 王华荣.中国石油大学(华东) 2016
[2]多机械臂系统协调控制研究[D]. 丁楠.上海交通大学 2012
本文编号：3265124
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3265124.html
