專利名稱：一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，它是針對電廠機械設(shè)備系統(tǒng)，而給出的一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，用于控制柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿角度，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
火力電廠存在一些高溫高危的作業(yè)，不適合人工操作。因此，利用機械設(shè)備代替人力就十分重要。柔性關(guān)節(jié)機械臂是工業(yè)現(xiàn)場十分重要的機械設(shè)備，它的出現(xiàn)極大解放了人的雙手，使得日常生產(chǎn)效率更高，也更加安全。柔性關(guān)節(jié)機械臂屬于非線性強耦合的系統(tǒng)，對于它的控制具有一定難度。由于要求柔性關(guān)節(jié)機械臂的連桿角度能快速精確跟蹤預(yù)定軌跡，所以對控制方法的設(shè)計提出了較高要求。近年來，許多先進(jìn)的控制方法被用到柔性關(guān)節(jié)機械臂控制的設(shè)計中，其中包括反饋線性化方法、滑模控制方法等。但這些方法都無法解決柔性關(guān)節(jié)機械臂中存在的非匹配不確定性問題。反推控制設(shè)計雖然能解決系統(tǒng)非匹配不確定性問題，但又存在“微分爆炸”現(xiàn)象。動態(tài)面控制方法是一種新穎的控制方法，它設(shè)計步驟清晰，設(shè)計過程簡單，對下三角形式的非線性系統(tǒng)有很好的控制效果。這種控制方法在每一步設(shè)計中引入一個一階低通濾波器，使得每一步控制律設(shè)計與前一級的設(shè)計基本解耦，從而使控制律的復(fù)雜程度大大下降，根本上消除了 “微分爆炸”現(xiàn)象。這種技術(shù)背景下，本發(fā)明給出一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，用于控制柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿角度。采用這種控制不僅保證了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還實現(xiàn)了柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿對預(yù)定軌跡的快速且精確跟蹤。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有控制技術(shù)的不足，而提供一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，它在保證閉環(huán)半全局系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)連桿角度對預(yù)定軌跡的快速且精確跟蹤。本發(fā)明是一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，其設(shè)計思想是針對柔性關(guān)節(jié)機械臂控制系統(tǒng)模型，逐步設(shè)計虛擬控制，并在每步引入一階低通濾波器，最終推導(dǎo)出柔性機械臂動態(tài)面控制，克服反推控制的“微分爆炸”現(xiàn)象，能保證閉環(huán)控制系統(tǒng)的半全局穩(wěn)定性，同時實現(xiàn)了柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿角度對預(yù)定軌跡的快速且精確跟蹤。2、技術(shù)方案下面結(jié)合流程框圖4中的步驟，具體介紹該設(shè)計方法的技術(shù)方案。柔性關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)示意圖如

圖1。本發(fā)明一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，該方法具體步驟如下第一步柔性關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)模型分析與構(gòu)建
閉環(huán)控制系統(tǒng)采用負(fù)反饋的控制結(jié)構(gòu)，輸出量是柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿角度。所設(shè) 計的閉環(huán)控制系統(tǒng)主要包括控制器環(huán)節(jié)和系統(tǒng)模型這兩個部分，其結(jié)構(gòu)布局情況見圖2所
7J\o柔性關(guān)節(jié)機械臂控制系統(tǒng)模型描述如下
權(quán)利要求
1. 一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，其特征在于該方法具體步驟如下步驟一柔性關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)模型分析與構(gòu)建閉環(huán)控制系統(tǒng)采用負(fù)反饋的控制結(jié)構(gòu)，輸出量是柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿角度；所設(shè)計的閉環(huán)控制系統(tǒng)包括控制器環(huán)節(jié)和系統(tǒng)模型這兩個部分； 柔性關(guān)節(jié)機械臂控制系統(tǒng)模型描述如下
全文摘要
一種柔性關(guān)節(jié)機械臂的動態(tài)面控制方法，它有四大步驟步驟一柔性關(guān)節(jié)機械臂系統(tǒng)模型分析與構(gòu)建；步驟二柔性關(guān)節(jié)機械臂動態(tài)面控制設(shè)計；步驟三跟蹤性能檢驗與參數(shù)調(diào)節(jié)；步驟四設(shè)計結(jié)束。本發(fā)明是針對柔性關(guān)節(jié)機械臂控制系統(tǒng)模型，逐步設(shè)計虛擬控制，并在每步引入一階低通濾波器，最終推導(dǎo)出柔性機械臂動態(tài)面控制，克服反推控制的“微分爆炸”現(xiàn)象，能保證閉環(huán)控制系統(tǒng)的半全局穩(wěn)定性，同時實現(xiàn)了柔性關(guān)節(jié)機械臂連桿角度對預(yù)定軌跡的快速且精確跟蹤。它在自動控制技術(shù)領(lǐng)域里具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G05B13/00GK102566417SQ20121003587
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者劉奕寧, 劉金琨, 陳寶林 申請人:南京電力設(shè)備質(zhì)量性能檢驗中心