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多关节套索驱动机械臂的自适应滑模鲁棒控制
被引量：
7
1
作者
张世轩
王琬琪
+1 位作者
徐志刚
杜木
雄
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2022年第2期63-67,共5页
套索驱动的机械臂在运动过程中,末端执行器的姿态变化会导致关节伺服系统的负载转动惯量发生改变。负载转动惯量的摄动会造成系统的建模失配,产生建模不确定性,系统鲁棒性下降。首先,根据D-H坐标法建立了基于套索传动机械臂的动力学模型...
套索驱动的机械臂在运动过程中,末端执行器的姿态变化会导致关节伺服系统的负载转动惯量发生改变。负载转动惯量的摄动会造成系统的建模失配,产生建模不确定性,系统鲁棒性下降。首先,根据D-H坐标法建立了基于套索传动机械臂的动力学模型;其次,提出自适应滑模鲁棒控制的基本策略,对机械臂进行控制;再次,引入HJI理论,通过对Lyapunov函数的设计,建立滑模控制律,选取机械臂整体动力学模型为研究对象,引入不确定性参数,加以仿真分析;最后,通过样机实验,对常规滑模控制、基于HJI理论的自适应滑模鲁棒控制的控制策略进行比较,验证本文所提方法的有效性。
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关键词
套索驱动
机械臂
自适应控制
滑模控制
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职称材料
绳系拖拽系统半物理仿真实验装置设计与控制
被引量：
2
2
作者
张世轩
王琬琪
+2 位作者
徐志刚
杜木
雄
杨明毅
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期45-53,共9页
为有效清除太空垃圾,模拟空间中对废弃卫星的回收过程,采用半物理实验技术对绳系收放装置进行地面试验考核,验证绳系收放控制系统的性能。半物理仿真是一种通过实物或物理模型与数学模型相结合进行仿真的技术,通过地面半物理仿真实验对...
为有效清除太空垃圾,模拟空间中对废弃卫星的回收过程,采用半物理实验技术对绳系收放装置进行地面试验考核,验证绳系收放控制系统的性能。半物理仿真是一种通过实物或物理模型与数学模型相结合进行仿真的技术,通过地面半物理仿真实验对空间任务进行先验,大大减少了空间实验的成本,可有效指导空间任务的设计与控制。首先,对绳系卫星拖拽过程进行动力学建模,明确了拖拽过程的任务目标,确立了绳系拖拽半物理系统的机械组成。其次,设计了全物理仿真单元为被动加载单元,卫星质量采用等效惯量转台模拟。然后,为模拟目标在绳系拖拽作用下的动力学状态,仿真加载单元由半物理仿真方式设计。最后,针对实际试验过程中存在的张力测量误差扰动,设计了基于模型预测控制的控制策略,为了对拖拽过程的张力和绳长精确控制,实验使用双闭环电机联合控制,通过模型预测控制的方式联合张力位置双电机仿真。结果表明,基于模型预测控制的张力误差精度为5%,从而验证了绳系收放控制系统对拖拽过程的控制有效性。
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关键词
航天系统工程
半物理仿真
全物理仿真
拖拽系统
绳系卫星
模型预测控制
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职称材料
系绳拖曳半物理试验装置设计与方案可行性验证
被引量：
1
3
作者
杜木
雄
贺云
+2 位作者
刘明洋
张世轩
赵志亮
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第35期14730-14736,共7页
空间绳系系统需进行地面试验,以验证其理论研究结果的正确性。针对其非线性动力学模型较为复杂、地面难以模拟太空复杂情况而不易开展全物理试验的问题,设计了系绳拖曳地面半物理仿真试验装置。仿真系统中系绳收放与张力控制部分以实物...
空间绳系系统需进行地面试验,以验证其理论研究结果的正确性。针对其非线性动力学模型较为复杂、地面难以模拟太空复杂情况而不易开展全物理试验的问题,设计了系绳拖曳地面半物理仿真试验装置。仿真系统中系绳收放与张力控制部分以实物的方式引入仿真回路,拖曳过程中系统动力学部分以数学模型描述并转化为仿真计算模型,与实物部分构建成半物理仿真闭合回路。采用基于模糊比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)的主从位置闭环控制器对张力控制器进行控制,搭建半物理试验装置拖曳过程Simulink仿真模型,对闭合回路实现仿真计算以验证半物理试验装置方案设计的可行性。仿真结果表明:张力控制器满足半物理加载机构对模拟被动星的系绳控制指令要求;半物理试验装置设计方案原理正确,可通过模拟不同工况下动力学模型特性,考核系绳收放装置性能。
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关键词
绳系系统
半物理装置
张力控制器
可行性验证
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职称材料
题名
多关节套索驱动机械臂的自适应滑模鲁棒控制
被引量：
7
1
作者
张世轩
王琬琪
徐志刚
杜木
雄
机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院网络化控制系统重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
华北计算机系统工程研究所
出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2022年第2期63-67,共5页
基金
国家自然科学基金(61803367)
辽宁省自然科学基金(2019-MS-346)。
文摘
套索驱动的机械臂在运动过程中,末端执行器的姿态变化会导致关节伺服系统的负载转动惯量发生改变。负载转动惯量的摄动会造成系统的建模失配,产生建模不确定性,系统鲁棒性下降。首先,根据D-H坐标法建立了基于套索传动机械臂的动力学模型;其次,提出自适应滑模鲁棒控制的基本策略,对机械臂进行控制;再次,引入HJI理论,通过对Lyapunov函数的设计,建立滑模控制律,选取机械臂整体动力学模型为研究对象,引入不确定性参数,加以仿真分析;最后,通过样机实验,对常规滑模控制、基于HJI理论的自适应滑模鲁棒控制的控制策略进行比较,验证本文所提方法的有效性。
关键词
套索驱动
机械臂
自适应控制
滑模控制
Keywords
lasso drive
manipulator
adaptive control
sliding mode control
分类号
TH165L [机械工程—机械制造及自动化]
TG502 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
绳系拖拽系统半物理仿真实验装置设计与控制
被引量：
2
2
作者
张世轩
王琬琪
徐志刚
杜木
雄
杨明毅
机构
机器人学国家重点实验室(中国科学院沈阳自动化研究所)
网络化控制系统重点实验室(中国科学院沈阳自动化研究所)
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学计算机科学与技术学院
华北计算机系统工程研究所
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期45-53,共9页
基金
国家自然科学基金(61803367)
辽宁省自然科学基金(2019-MS-346)。
文摘
为有效清除太空垃圾,模拟空间中对废弃卫星的回收过程,采用半物理实验技术对绳系收放装置进行地面试验考核,验证绳系收放控制系统的性能。半物理仿真是一种通过实物或物理模型与数学模型相结合进行仿真的技术,通过地面半物理仿真实验对空间任务进行先验,大大减少了空间实验的成本,可有效指导空间任务的设计与控制。首先,对绳系卫星拖拽过程进行动力学建模,明确了拖拽过程的任务目标,确立了绳系拖拽半物理系统的机械组成。其次,设计了全物理仿真单元为被动加载单元,卫星质量采用等效惯量转台模拟。然后,为模拟目标在绳系拖拽作用下的动力学状态,仿真加载单元由半物理仿真方式设计。最后,针对实际试验过程中存在的张力测量误差扰动,设计了基于模型预测控制的控制策略,为了对拖拽过程的张力和绳长精确控制,实验使用双闭环电机联合控制,通过模型预测控制的方式联合张力位置双电机仿真。结果表明,基于模型预测控制的张力误差精度为5%,从而验证了绳系收放控制系统对拖拽过程的控制有效性。
关键词
航天系统工程
半物理仿真
全物理仿真
拖拽系统
绳系卫星
模型预测控制
Keywords
aerospace system engineering
semi-physical simulation
full physical simulation
dragging system
tethered satellite
model predictive control
分类号
V57 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
系绳拖曳半物理试验装置设计与方案可行性验证
被引量：
1
3
作者
杜木
雄
贺云
刘明洋
张世轩
赵志亮
机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
中国科学院大学
东北大学机械工程与自动化学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第35期14730-14736,共7页
基金
兴辽英才计划(XLYC1808040)。
文摘
空间绳系系统需进行地面试验,以验证其理论研究结果的正确性。针对其非线性动力学模型较为复杂、地面难以模拟太空复杂情况而不易开展全物理试验的问题,设计了系绳拖曳地面半物理仿真试验装置。仿真系统中系绳收放与张力控制部分以实物的方式引入仿真回路,拖曳过程中系统动力学部分以数学模型描述并转化为仿真计算模型,与实物部分构建成半物理仿真闭合回路。采用基于模糊比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)的主从位置闭环控制器对张力控制器进行控制,搭建半物理试验装置拖曳过程Simulink仿真模型,对闭合回路实现仿真计算以验证半物理试验装置方案设计的可行性。仿真结果表明:张力控制器满足半物理加载机构对模拟被动星的系绳控制指令要求;半物理试验装置设计方案原理正确,可通过模拟不同工况下动力学模型特性,考核系绳收放装置性能。
关键词
绳系系统
半物理装置
张力控制器
可行性验证
Keywords
tethered system
semi-physical device
tension controller
feasibility verification
分类号
V416.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多关节套索驱动机械臂的自适应滑模鲁棒控制
张世轩
王琬琪
徐志刚
杜木
雄
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2022
7
下载PDF
职称材料
2
绳系拖拽系统半物理仿真实验装置设计与控制
张世轩
王琬琪
徐志刚
杜木
雄
杨明毅
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
下载PDF
职称材料
3
系绳拖曳半物理试验装置设计与方案可行性验证
杜木
雄
贺云
刘明洋
张世轩
赵志亮
《科学技术与工程》
北大核心
2020
1
下载PDF
职称材料
已选择
0
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