一类欠驱动机械系统的运动控制策略研究

《一类欠驱动机械系统的运动控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕。学位论文摘要摘要非完整欠驱动机械系统的控制是目前非线性控制的一个重要领域。本论文以欠驱动机械系统Pendubot为对象，研究非完整欠驱动机械系统的控制方法。Pendubot是一个在垂直平面上运动的二杆机器人，有两个自由度，但只有一个驱动装置。Pendubot控制器的目的为：将Pendubot从其垂直向下稳定平衡点摇起到它的垂直向上不稳定平衡点，然后将其控制在垂直向上不稳定平衡点上。针对Pendubot控制中存在的问题，本文提出了两类Pendubot控制策略。论文首先利用拉格朗日动力学建立了pendubot动力学模型，然后利用

2、在线系统参数辨识的方法及cAD模型法确定了Pendubot系统的参数。根据得到的Pendubot动力学模型及系统参数提出了Pendubot的两种控制策略：基于部分反馈线性化与LQR方法结合的控制策略和基于模糊控制与LQR方法结合的控制策略。基于部分反馈线性化与LQR方法结合的控制策略摇起时间短，控制器之间过渡平稳，但它有成功率不高、参数难调的缺点。进⋯步，本论文提出了基于模糊控制与LQR方法结合的，控制策略不仅解决了基于部分反馈线性化与LQR方法结合的Pendubot控制策略成功率不高、参数难调的缺点，同时也具有摇起时间短、控制

3、器之间过渡平稳和摇起控制器结构简单的优点。通过本文的研究工作，已经建立起欠驱动机器人Pendubot的实验系统，为非完整欠驱动机械系统的控制提供了新的手段。关键词非完整欠驱动机械系统，pendubot，部分反馈线性化LQR，模糊控制硕十’≯值论文A8S丁RACTABSTRACTThecontroIofnonholonomicunderactuatedsystemsisa11importantfieldinnonlinearcontr01．Thisp印erusestheex啪pleofapendubottoiJlustra土eth

4、econtr01ofsuchsystems．TosolVethecontrolproblemsofthependubot，twocontrolstrategiesareproposedinthispaper．LagraJlgedynamicsisusedtoobtaint11edyn锄icalequationofpendubot．Energy-basedon—lineSystemidemmcationmetllodandCADmodelmethodareusedtomeasuremepar锄etersofthesystem．Ba

5、sedonmed)，namicalequationa11d协epar啪eterSoftlleSystem，twocontrolstrategiesofthepencIubotareproposed．PendubotstrategybasedonpanialfeedbacklinearizationandLQRhasthestrongpointsofswingingupquicklyandswitchingsmoomlybetweenthecontrollers．Buttheparametersofthisstrategyared

6、ifficulttobeadjustedsuitablyandthependubotisdimculttobecontrolledsuccess如11y．TosolVetheproblemsinpendubotstrategyba3edonpartialfeedbacklinearizationandLQR，ano也ercontrols心ategybasedon如zzycontroIaIldLQRisproposed．ItnotonlysoIvethedisadvantagesofthestrategybasedonpanial

7、feedbacklinearizationaIldLQRbutalsohast11estrongpointsofswingingupquickIyandswitchingsmoothlybetweent11econtrollers．Atmesametime，theconfigurationofswin哥upcomrollerissimple．Basedontheresearchof也ispaper，acomrol行ameworkofpendubotisestabnShedwhichproVidesnewmethodofcontm

8、Ilingnonholonomicunderactuatedsystems．KEYWOI①Sunderactuatedmechanicalsystems，pendubot，panialfeedbacklinearization，LQR，mzzycomrol原创性