分析气动驱动柔性臂自适应模糊振动控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第49卷第l1期机械工程学报Vl01．49NO．112013年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun．2013DoI：10．3901／JME．2013．11．050气动驱动柔性臂自适应模糊振动控制术王斌，2邱志成张宪民韩建达2(1．华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640；2．中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016)摘要：针对无杆气缸和压电片驱动器同时实现柔性机械臂定位和振动抑制系统，采用模糊控制算法、变论域自适应模糊控制算法和间接自适应模糊控制三种算法

2、进行试验研究。介绍系统构成以及气动和控制回路，给出系统模型。分析三种控制算法，给出变论域自适应模糊控制算法输出论域的自适应律，即通过在线调节模糊控制器的输入和输出变量的论域来改善传统控制器的性能；采用参数可调的间接自适应模糊控制器在线逼近理想控制器，推导其参数自适应律。考虑气缸长行程和气体压缩性、非线性等因素，引起控制滞后和容易激励柔性臂的高频模态振动，采用带阻滤波、低通滤波和时延补偿算法。进行气动驱动和压电驱动器抑制柔性机械臂振动和定位试验研究。试验结果表明，采用的三种控制算法都可以实现定位控制的同时，抑制柔性机械臂振动；自适应模糊控制算法优于传统模

3、糊控制算法。关键词：气动驱动压电柔性机械臂自适应模糊控制主动振动控制中图分类号：TP24AdaptiveFuzzyVibrationControlforFlexibleManipulatorBasedonPneumaticDrivingWANGBin·QIUZhichengZHANGXianminHANJianda2(1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640；2．StateKeyLaboratoryofRob

4、otics，ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016)Abstract：Forsimultaneouspositioningandvibrationsuppressionofaflexiblemanipulatorsystemdrivenbyarodlesscylinderandpiezoelectricpatchesactuator,threecontrolalgorithmsareadoptedforexperiments，includingfuzzy

5、control，variableuniverseadaptivefuzzycontrolandindirectadaptivefuzzycontro1．Thesystemcompositionisintroduced，aswellasthepneumaticcircuitandcontrolcircuitofthesystem．Thesystemmodelisgiven．Threecontrolalgorithmsareanalyzed．Variableuniverseadaptivefuzzycontrolalgorithmimprovesthepe

6、rformanceoftraditionalfuzzycontrollerbyadjustingtheuniversesofinputandoutputvariablesonline，andtheadaptivelawofoutputuniversesisdeveloped．Anindirectadaptivefuzzycontrollerwithadjustableparametersisconstructedtoapproximatetheidealcontroller,andthentheparameteradaptivelawofthefuzz

7、ycontrollerisdeduced．Consideringthecylinder’slongstroke，gascompressionandnonlinearpneumaticsystemfactors，thehysteresisofcontroleffectandthevibrationoftheflexiblemanipulator’Shighfrequencymodeswillbecaused．Band-stopfilter,lowpassfilteringandtimedelaycompensationalgorithmareintrod

8、ucedintothecontrolalgorithm．Experimentsonsimult