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《液压伺服关节机器人双环自适应控制的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、28液压与气动2006年第3期液压伺服关节机器人双环自适应控制的研究曾宗桢ResearchonDoubleAdaptiveControlofHydraulicServeJointrobotZENGZongzhen(兰州工业高等专科学校,甘肃兰州730050)摘要:针对液压关节机器人存在参数不确定性及外界干扰的特点。通过构造一合适的储能函数,设计了一种鲁棒自适应跟踪控制器作为内环控制器,利用所选的评价函数,将外界干扰有效的抑制在希望的给定指标下,并且对参数变化具有完全的自适应性,实现了系统的渐近跟踪。为了抑制机器人装配和磨损引起的几何参数变化,设计了基于参数辨识的自适应补偿控
2、制器作为外环保证机器人位置控制的精度。实验和仿真都表明双环自适应控制的有效性。关键词:鲁棒自适应控制;双环自适应控制;渐近跟踪中图分类号:TH137文献标识码:B文章编号:10004858(2006)030028041引言统前景广阔。目前绝大多数机器人控制系统仍然采用单环控2模型描述制,而实际系统中总存在众多参数和负载的变化非线阀控摆动液压缸数学模型如下:性因素,因而采用传统的方法很难保证其设计性能。2KceVt2KvhU-1+shTLAp4eKce若采用双环控制系统,即内环为鲁棒自适应控制和外p=22(1)s(s+2!hhs+h环基于机器人几何参数的自适应控制,
3、不但能有效改进电液系统参数和负载变化造成的控制精度不高的问收稿日期:20051102题,而且有效地补偿了由于装配和磨损引起的几何参作者简介:曾宗桢,(1947)男,兰州市帛兰县人,副教授,数变化带来的位置精度下降。因此研究和开发此类系主要从事液压控制系统的教学与研究工作。MATLAB仿真软件,并采用变步长四阶龙格库塔法求5结论解非线性微分方程组式15~18,对排气回收系统进行本文介绍了功率键合图法的特点,建立了排气回了动态特性仿真,并针对气缸活塞返回行程的动态过收系统的伪键合图模型,根据该模型推导出了系统微程进行了实验。实验系统中气缸缸径40mm,行程300分状态方程,通过比
4、较使用键合图法建立的模型仿真mm,气罐容积5L。曲线和实验曲线可知,两者是比较吻合的,这说明双通图3为仿真曲线与实验曲线的对比图,图中实线道伪键合图法在排气回收系统建模中的应用是可行为实验曲线,虚线为仿真曲线。从图3中可以看出,仿的,是对气动系统进行分析、研究的一种有效手段。真曲线和实验曲线基本吻合。参考文献:[1]JobvanAmerongen,etalModellingofphysicalsystemsforthedesignandcontrolofmechatronicsystems[J]AnnualReviewsinControl,2003(27):87117[2]王
5、中双,高永革,王颖基于键合图理论的系统状态方程的转化方法[J]机械科学与技术,1999(2):5456[3]李岩,周云龙,王祖温键合图方法在气动系统中的应用[J].热能动力工程,1999(79):5659[4]石运序,李小宁排气回收速度控制系统的建模及仿真图3实验与仿真曲线[J]液压与气动,2005(2):25282006年第3期液压与气动29其中,e是液压油的体积弹性模量,kce为总的泄a^1,a^0为a1,a2的估计值。k1>0,k2>0是加权系数。漏系数,Ap为摆动缸转动单位弧度的容积,Vt是总的则闭环系统对于任意给定T>0和初始状态x0=压缩体积,
6、h为液压缸固有频率,∀h为阻尼比,TL是0,并且当TL(t)=0时,则:集中作用在液压关节上的等效干扰力矩,考虑特征参lime(t)=0,##Mt∀!数有摄动的情况下,因此h和∀h为含有不确定性的T其中,#=a^1a^0,M为一正常数。参数。k10KceVt2证明:令#=令T=Ap1+4eKceshTL0k22构造李亚普诺夫函数为:a0=n,a1=2!nn121212V=e1+e2+e3+v1=+a1d+a0d-a0Kvu222eg=d-p1T(#-^#)∃(#-^#)(7)2设状态变量e1=eg,e2=eg+eg,e3=eg+eg,其状定义态方程为如下形式:2
7、22e10H=V+z-%TL(8)e=Ae2+0[v1+T](2)经整理,有:2222H=(p1+p2+p3-1)e1e3122e2+(p2+4p3-1)2其中:22+(1-2p2-4p3)e1e2-110(1+a0-a1)e1+vA=0-11+(2a1-a0-3)e2+(2-a1)e31-a1+a22a1-a0-32-a1+e31223内环H!鲁棒自适应控制器的设计+2+p3e3+(1-p3)e24%考虑参数含有不确定性
