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基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP24[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]北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100022
  • 相关基金:国家自然科学基金(50575002)、北京市自然科学基金(3062004)和北京市人才强教计划资助项目.
中文摘要:

基于模糊控制理论,研究2R欠驱动机器人关节的位置控制问题。在被动关节附加电磁制动器以控制关节间的耦合状态。根据电磁制动器的工作状态,将欠驱动机器人的位置控制分为两个阶段。第一阶段,制动器解锁,利用被动关节加速度与驱动关节转矩间的动力学耦合效应,间接控制被动关节沿预定轨迹运动到预定位置,同时总结模糊控制规则,设计用于控制被动关节运动的模糊控制器。第二阶段,制动器锁定,然后驱动关节运动到预定位置。设计并搭建了基于可编程多轴运动控制卡的试验控制系统。最后通过试验成功实现2R欠驱动机器人关节的位置控制。试验数据表明,模糊控制方法对于机器人被动关节具有较高的位置控制精度,鲁棒性良好,并且不依赖于机器人动力学模型,实时控制的计算量小,体现出智能控制的优越性。

英文摘要:

Based on fuzzy control theory, the joints position control of 2R underactuated robot is studyed, a electromagnetic brake is fixed into the passive joint to control the coupling state between joints. The process to control the robot position can be divided into two phases. The brake is released during the first phase. Depending on the dynamic coup ling effect between the angle acceleration of passive joint and the torque of active joint, passive joint can be controlled indirectlly to the desired position along the desired trajectory. The fuzzy control rules during the first phase are described and fuzzy controller are designed to control the motion of passive joint. The brake is locked during the second phase, then active joint is controlled to the desired position. The experimental control system based on PMAC controller is designed and developped. Finally, the position control of the 2R underactuated robot is achieved successfully by experiments. The experimental data indicates that the fuzzy control method presented has high precision and good robust character for position control of the passive joints. Furthermore, this method doesn't rely on the dynamic modle of the robot and the calculation during real-time control is very few, which shows the advantage of intelligent control.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),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:58603