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直接驱动机器人自适应PD复合运动控制研究
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TP273.3[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51265040)
中文摘要:

针对直接驱动机器人结构参数与摩擦参数的非确定性,提出机器人自适应-PD控制策略。首先分析了机器人的两类不确定性,推演了机器人动力学方程,给出不确定性动力学结构量的线性化表示;然后,对关节摩擦力矩矢进行了建模;为补偿动力学不确定性给机器人带来的控制误差,构建含位置与速度反馈的双闭环控制系统,引入自适应机构辨识不确定性参量,并据此规划出自适应控制律;为提高运动控制精度,在控制器中嵌入PD子控制器。仿真实验显示,系统的位置和角速度跟踪误差分别为-0.02°-0.03°与±0.005rad/s,表明自适应-PD控制律可实现直接驱动机器人精密轨迹控制。

英文摘要:

In order to improve the direct drive robot (DDR)’s trajectory tracking accuracy, a hybrid controller consisting of an adaptive sub controller and a PD sub controller was proposed. Firstly, the dynamical uncertainty of the robot was investigated while the uncertainty friction in the robot joints was modeled and the kinematics equation of the robot manipulator was derived. Then, a two close loops control system with position and speed feedback was built for the robot, and an adaptive controller being capable of identifying the uncertainties of the robot’s manipulator was employed so as to compensate the control error brought from the robot’s dynamic uncertainty. Moreover, a PD controller was embedded in the hybrid controller so as to improve the robot’s tracking accuracy. With the aim to guarantee the stability of the system, an adaptive law was presented. Finally, simulations have been accomplished to validate the feasibility of the controller. The results show that the position error and speed tracking error of the robot are limited to -0.02°-0.03° and ±0.005rad/s, which means that hybrid controller can make the robots track the desired trajectory with higher precision, and it exists widely application prospect.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884