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基于Udwadia和Kalaba方程的机械臂轨迹跟踪控制 被引量:8
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作者 张新荣 CHEN Yehwa 平昭琪 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期115-119,共5页
针对机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种新的控制方法。该方法建立在Udwadia和Kalaba方程的基础上,可以在不引入拉格郎日乘数等额外参数的情况下对约束系统的约束力进行求解。与传统方法不同,这里将机械系统的运动要求作为一种约束来看... 针对机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种新的控制方法。该方法建立在Udwadia和Kalaba方程的基础上,可以在不引入拉格郎日乘数等额外参数的情况下对约束系统的约束力进行求解。与传统方法不同,这里将机械系统的运动要求作为一种约束来看待,这种约束称为轨迹跟踪约束,为了满足该约束要求需要对系统施加一定的伺服约束力;利用Udwadia和Kalaba方程给出了伺服约束力的求解方法。在这种伺服约束概念的基础上,通过理论分析,提出了伺服约束下机械臂跟踪控制方法,并通过建立平面二自由度机械手臂动力学模型,给出了控制结构,并在假设机械手臂轨迹运动要求的基础上,通过Matlab语言仿真计算出需要的控制,并给出了仿真结果。仿真试验结果表明:在约束初始条件相容的情况下,利用该方法可以实时计算出机械臂操纵系统所需要的控制力矩,机械臂在该控制作用下各构件运动结果符合要求,机械臂末端轨迹很好地跟踪了系统要求的曲线,并具有较高的跟踪控制精度。 展开更多
关键词 机械工程 Udwadia和Kalaba方程 伺服约束 机械手臂 跟踪 控制
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基于Udwadia-Kalaba理论的自动离合器位置跟踪控制 被引量:4
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作者 张琰 赵韩 +1 位作者 黄康 姜建满 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期423-430,共8页
针对自动离合器位置跟踪这一伺服控制问题,提出了一种新颖的控制方法。该方法将离合器的接合规律视为一种约束,为满足约束要求对系统施加一定的伺服约束力,在不引入格朗日乘子等参数的情况下,利用Udwadia-Kalaba方程对约束力进行求解。... 针对自动离合器位置跟踪这一伺服控制问题,提出了一种新颖的控制方法。该方法将离合器的接合规律视为一种约束,为满足约束要求对系统施加一定的伺服约束力,在不引入格朗日乘子等参数的情况下,利用Udwadia-Kalaba方程对约束力进行求解。通过建立离合器接合过程的动力学模型,提出了离合器位置跟踪的电流-位置双闭环控制系统。对比试验结果表明,采用基于Udwadia-Kalaba理论的离合器位置跟踪控制,离合器接合轨迹能较好地跟踪了目标要求曲线,具有较高的跟踪控制精度。 展开更多
关键词 自动离合器 位置跟踪 伺服约束 Udwadia-Kalaba方程 控制
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网络化制造信息系统的自组织 被引量:3
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作者 张开升 刘贵杰 +1 位作者 张庆力 孙延明 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期85-89,共5页
文中根据自组织理论和方法研究了网络化制造信息系统实现自组织的条件以及自组织实现的过程.为了研究网络化制造信息系统的宏观相对稳定性与微观单元互作用之间的关系,并揭示其自组织的本质,建立了伺服约束函数模型,说明了宏观序参量对... 文中根据自组织理论和方法研究了网络化制造信息系统实现自组织的条件以及自组织实现的过程.为了研究网络化制造信息系统的宏观相对稳定性与微观单元互作用之间的关系,并揭示其自组织的本质,建立了伺服约束函数模型,说明了宏观序参量对单元自作用和互作用的伺服作用.以某企业模具生产线的信息系统为例,将仿真结果与实际系统的运行情况进行比较,验证了文中所建模型的有效性.在制造企业进行信息化建设时,文中构建的模型可用来对未来建造的信息系统进行分析、规划、优化和设计,能够大大提高信息系统实施的速度和质量. 展开更多
关键词 网络化制造 信息系统 自组织 伺服约束
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基于Udwadia-Kalaba理论的机械臂位置控制 被引量:2
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作者 赵韩 赵福民 +3 位作者 黄康 甄圣超 何春生 洪健 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第4期433-438,共6页
基于Udwadia-Kalaba理论,文章提出了一种应用于机械臂位置控制问题上的新方法。该方法介绍了一种适用于完整约束或非完整约束机械系统的新颖的、通用的、简洁的运动方程。基于Udwadia和Kalaba提出的方法,分析了机械臂的位置控制问题,可... 基于Udwadia-Kalaba理论,文章提出了一种应用于机械臂位置控制问题上的新方法。该方法介绍了一种适用于完整约束或非完整约束机械系统的新颖的、通用的、简洁的运动方程。基于Udwadia和Kalaba提出的方法,分析了机械臂的位置控制问题,可以在不引入拉格朗日乘子等附加参数的情况下,求解机械臂在约束作用下的约束力。需要控制电机转矩来控制机械臂的位置,使其满足给定的轨迹需求,控制电机转矩的表达形式很简洁,可以通过求解Udwadia-Kalaba方程来获得。通过Matlab软件仿真,结果表明可以求得伺服约束控制力,机械臂的运动也满足轨迹控制要求,并且轨迹非常准确。 展开更多
关键词 Udwadia-Kalaba理论 位置控制 机械臂 仿真 伺服约束
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A Systematic Approach for Designing Analytical Dynamics and Servo Control of Constrained Mechanical Systems
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作者 Xiaoli Liu Shengchao Zhen +3 位作者 Kang Huang Han Zhao Ye-Hwa Chen Ke Shao 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI 2015年第4期382-393,共12页
A systematic approach for designing analytical dynamics and servo control of constrained mechanical systems is proposed. Fundamental equation of constrained mechanical systems is first obtained according to Udwadia-Ka... A systematic approach for designing analytical dynamics and servo control of constrained mechanical systems is proposed. Fundamental equation of constrained mechanical systems is first obtained according to Udwadia-Kalaba approach which is applicable to holonomic and nonholonomic constrained systems no matter whether they satisfy the D'Alember's principle. The performance specifications are modeled as servo constraints. Constraint-following servo control is used to realize the servo constraints. For this inverse dynamics control problem, the determination of control inputs is based on the Moore-Penrose generalized inverse to complete the specified motion. Secondorder constraints are used in the dynamics and servo control. Constraint violation suppression methods can be adopted to eliminate constraint drift in the numerical simulation. Furthermore, this proposed approach is applicable to not only fully actuated but also underactuated and redundantly actuated mechanical systems. Two-mass spring system and coordinated robot system are presented as examples for illustration. © 2014 Chinese Association of Automation. 展开更多
关键词 DYNAMICS Inverse problems Numerical methods Pneumatic control equipment
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制造信息系统自组织过程与系统模型研究 被引量:1
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作者 孙延明 张开升 郑时雄 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2008年第1期67-72,共6页
为了研究制造信息系统自组织过程中的宏观相对稳定性与微观单元之间互作用的关系,提出了制造企业复杂信息系统自组织过程结构模型,建立了单元的自动机模型和单元的状态转换函数,以及单元之间交互的接口模型、单元之间的映射耦合函数以... 为了研究制造信息系统自组织过程中的宏观相对稳定性与微观单元之间互作用的关系,提出了制造企业复杂信息系统自组织过程结构模型,建立了单元的自动机模型和单元的状态转换函数,以及单元之间交互的接口模型、单元之间的映射耦合函数以及单元属性的本体描述,建立了伺服约束函数模型,研究宏观序参量对单元自作用和互作用的伺服作用,并进行了系统仿真。该模型体系可以准确表述自组织过程、揭示自组织规律,分析制造信息系统静态功能结构和动态运行特性。 展开更多
关键词 制造信息系统 自组织过程 伺服约束 单元模型
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伺服约束控制中基于广义虚位移分解的约束违约抑制
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作者 张新荣 孟为来 +1 位作者 崔腾 Yehwa Chen 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第12期1811-1814,共4页
基于Udwadia和Kalaba方程的伺服约束控制理论可以较好地应用在机械系统的轨迹跟踪控制中。在伺服约束控制中,对约束系统动力学模型的数值积分过程会产生对低阶约束的违约,同时还存在初始值不相容引起的控制偏差甚至系统不稳定问题。利... 基于Udwadia和Kalaba方程的伺服约束控制理论可以较好地应用在机械系统的轨迹跟踪控制中。在伺服约束控制中,对约束系统动力学模型的数值积分过程会产生对低阶约束的违约,同时还存在初始值不相容引起的控制偏差甚至系统不稳定问题。利用系统广义质量矩阵的乔利斯基分解,将描述系统的广义虚位移向量经过变换,在约束流形上分解为约束方向与约束允许方向,从而分离出速率约束及坐标约束违约部分,在此基础上推导出修正公式。以二自由度机械臂为仿真对象,在伺服约束轨迹控制中的应用进行了仿真研究。结果表明,基于虚位移分解的方法可以对伺服控制中的约束违约进行抑制,同时也可以解决系统初始条件不相容引起的问题。 展开更多
关键词 虚位移分解 约束违约 初始条件 伺服约束控制 算法
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To Problem of the Rewinding of the Tape with Automatically Adjustable Influences
8
作者 Muhsin Kh. Teshaev 《Applied Mathematics》 2014年第15期2235-2242,共8页
In this work the problem of rewinding of a tape with constant speed is considered. Considering that drums represent bodies of variable weight, the equations of motion of system are formulated. Taking into account para... In this work the problem of rewinding of a tape with constant speed is considered. Considering that drums represent bodies of variable weight, the equations of motion of system are formulated. Taking into account parametrical clearing of system of servo-constraints, the structure of force of reaction of servo-constraints which provides steady realization of servo-constraints (a constancy of linear speed of a tape) is defined. For realization of servo-constraints, it is offered to build digital watching system (DWS) and the full system of equations of DWS is formed. Laws of change of the operating influences, systems providing stability under the relation of the variety defined of servo-constraints are defined. 展开更多
关键词 Rewinding of TAPE servo-constraint Speed Force of Reaction of servo-constraints Parametrical CLEARING Stability The Digital WATCHING SYSTEM Full SYSTEM of the Equations
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