柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的建模及控制研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的剛性機(jī)械臂，柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂具有質(zhì)量輕、體積小、能耗低等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍越來越廣。比如探索太空的航天機(jī)器人、高精度操作機(jī)器人、惡劣環(huán)境下從事危險工作的機(jī)器人。柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的建模以及控制方法的研究有非常重要的實(shí)際意義，從而引起了國內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注。
　　本文在研究柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂動力學(xué)建模的基礎(chǔ)上，深入開展了柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的控制研究，提出了多種控制方法，為柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂在實(shí)際中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。論文的主要研究工作與結(jié)論

2、如下：
　　首先查閱國內(nèi)外相關(guān)參考文獻(xiàn)，分析關(guān)節(jié)柔性產(chǎn)生的原因，并且在 Spong的模型基礎(chǔ)上，運(yùn)用拉格朗日動力學(xué)方程建立了柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂的通用數(shù)學(xué)模型，并且具體推導(dǎo)了多連桿柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂數(shù)學(xué)方程。
　　其次，針對已經(jīng)建立的模型進(jìn)行反演控制研究。簡要地描述了反演法的發(fā)展情況以及其基本原理，并分析了反演法用于柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂控制的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上用反演法設(shè)計控制器用于柔性關(guān)節(jié)機(jī)器人的位置控制研究，并仿真驗(yàn)證有效性。然后，針對反演

3、法設(shè)計的控制器的不足，即對于被控對象參數(shù)變化十分敏感的問題，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法引入反演法中設(shè)計控制器，對控制器進(jìn)行了優(yōu)化。
　　然后，針對在工程實(shí)際中柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂系統(tǒng)的狀態(tài)變量不能全部獲得的具體情況，設(shè)計了狀態(tài)觀測器，很好的觀測到了系統(tǒng)的各種狀態(tài)變量。再通過已得到的狀態(tài)變量來進(jìn)行柔性關(guān)節(jié)機(jī)械臂非線性變換，將復(fù)雜的非線性系統(tǒng)控制問題變換為線性系統(tǒng)控制問題，最后再用滑?？刂破鱽砜刂频刃У木€性系統(tǒng)，并且得到了良好的控制效果。
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