负载不确定的柔性机械臂自适应自抗扰控制
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 机器人系统与技术国家重点实验室(哈尔滨工业大学), 哈尔滨 150001;2. 哈尔滨工业大学 航天工程系, 哈尔滨 150001;3. 上海宇航系统工程研究所,上海 201109)

作者简介:

刘延芳(1986—),男,博士,讲师; 刘宏(1966—),男,长江学者特聘教授,博士生导师

通讯作者:

刘延芳,lyf04025121@126.com

中图分类号:

TP244

基金项目:

中国博士后科学基金(2014M560255);机器人技术与系统国家重点实验室开放研究项目(SKLRS-2013-ZD-05);黑龙江省博士后基金(LBH-Z14107)


Adaptive active disturbance rejection control of flexible manipulators with uncertain payload
Author:
Affiliation:

(1. State Key Laboratory of Robotics and System (Harbin Institute of Technology), Harbin 150001, China; 2. Dept.of Aerospace Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; 3. Aerospace System Engineering Shanghai, Shanghai 201109, China)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    为解决末端具有不确定负载的柔性机械臂的位置控制问题,设计了自适应自抗扰控制器.采用奇异摄动理论将多柔性连杆机械臂动力学系统分解为快时标和慢时标两个子系统.针对快时标子系统设计线性二次型控制器,用于快速抑制柔性连杆的振动,将快时标状态变量转移到慢流形上; 针对慢时标子系统,设计自抗扰控制器,用于跟踪期望角度.针对末端负载的不确定性,采用迭代最小二乘算法估计末端负载的质量, 并在自抗扰控制器中进行补偿.结果表明:末端负载的不确定量达到预估负载质量的200%时,在15 rad/s范围内,角度控制的均方差0.08 rad,明显优于不对末端负载进行补偿的情况.在末端负载和机械臂运动速度都发生变化时,所提出的自适应自抗扰控制器具有一定的鲁棒性.

    Abstract:

    An adaptive active disturbance rejection control is proposed for flexible manipulators with uncertain payload. The two-time scale model of the multiple-flexible-link manipulator is derived via singular perturbation technique. For the fast subsystem, a linear quadratic regulator controller is designed. It depresses the oscillation of flexible links and drives the states to the slow manifold quickly. For the slow subsystem, an adaptive active disturbance rejection controller is proposed to track the desired angular position. A recursive least-squares algorithm is utilized to estimate the payload mass and compensate for the uncertainty. Simulation results show that the mean squire error is less than 0.08 rad even when the payload uncertainty up to 200% of the pre-estimation of the payload mass, which is superior to the case without compensation for the payload uncertain. Thus, the proposed control scheme guarantees a robust performance in presence of uncertain payload and under different maneuver speeds.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘延芳,刘宏,孟瑶.负载不确定的柔性机械臂自适应自抗扰控制[J].哈尔滨工业大学学报,2017,49(7):12. DOI:10.11918/j. issn.0367-6234.201605064

复制
相关视频

分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2016-05-16
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2017-07-11
  • 出版日期:
文章二维码