六、机器人鲁棒自适应PD控制 6.1 问题的提出 对于具有强耦合性和非线性的机器人系统而言,线性PD控制是最为简单且行之有效的控制方法,在工业机器人中得到了广泛应用。但实践表明,线性PD控制往往要求驱动机构有很大的初始输出,而实际驱动机构(通常是电机)往往不可能提供过大的初始力矩,且机械臂本身所承受的最大力矩也是有限的,这将使通过增大PD控制系数来进一步提高系数的性能受到限制。鉴于此,
十一、机器人凯恩方程动力学建模11.1 凯恩方程 凯恩方程建立在分析力学的基础上,受拉格朗日原理的启发,以广义速度为自变量,引入了偏速度、偏角速度、广义主动力和广义惯性力的定义,建立了代数方程形式的动力学方程。凯恩方程可以描述为作用在系统中每个广义速度为零的广义主动力和广义惯性力之和。方程定义为: 其中,是广义主动力,是广义惯性力。 凯恩方程法只要涉及以下内容概念:偏速度、偏角速度、广义主
一、模型参考自适应模型参考自适应是比较流行的自适应控制方式之一。模型参考自适应控制系统的设计主要有两大类方法:一种是基于局部参数最优化的设计方法;另一种是基于稳定性理论的设计方法,包括以下两种具体的设计方法: 基于Lyapunov稳定性理论的方法;基于Popov超稳定性理论和正实性概念的方法。早期的自适应控制大多采用局部参数最优化的设计方法,其主要缺点是在整个自适应过程中难以保证闭环系统的全局稳定
九、基于模糊自适应增益调整的机器人滑模控制 采用自适应模糊系统,可实现机器人滑模控制中切换增益的自适应逼近,从而消除滑模控制中的抖振。本文设计一类基于模糊自适应增益调整的机器人滑模控制设计方法。 9.1 机器人动力学模型及其结构特性 设关节机械手动态方程为
八、基于干扰观测器的单机械臂滑模控制 8.1 单机械臂模型 通过引入干扰观测器,可精确地估计被控对象的不确定性和外加干扰,从而降低滑模控制中的增益,有效地降低抖振。 不确定单机械臂的动力学方程为
七、基于计算力矩法的滑模控制 计算力矩法是机器人控制中较常用的方法,该方法基于机器人模型中各项的估计值进行控制律的设计。 7.1 系统描述 机器人机械手的模型为: 其中为正定质量惯性矩阵,为哥氏力、离心力,为重力。 7.2 控制律设计 当不知道机器人的惯性参数时,根据计算力矩法,取控制律为
五、机器人PID控制 5.1 机器人动力学模型及其结构特性 考虑一个N关节机器人,其动态性能可由二阶非线性微分方程描述: 式中为关节角位移量, 为机器人的惯性矩阵,表示离心力和哥氏力,为重力项,表示摩擦力矩,为控制力矩,为外加扰动。 5.2 基于S函数的SIMULINK仿真 5.2.1 S函数简介 S函数模块是整个simulin
三、机器人运动学 从机械的角度看,一个机械手可以用一系列通过转动关节或移动关节连接的刚体(连杆)运动链进行概要表示。链的一端安装在基座上,末端执行器则安装在链的另一端。链结构的运动结果可以通过每一连杆相对前一连杆的基本运动合成得到。因而,为了在空间中操作目标,有必要描述出末端执行器的位置和方向。本节基于线性代数知识,通过系统而一般性的方法,推导得出正运动学方程(direct kin
二、工业机器人动力学 机器人动力学描述的是关节力矩、动力学参数及关节运动的关系,用于机器人动力学建模的方法很多,如牛顿-欧拉方法、拉格朗日方法、凯恩方法、算子代数方法等。对于同一个机器人,无论采用何种建模方法,最终得到的动力学模型都是等价的,可以表示为: (2-1
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