吉林大学学报(工学版)

• • 上一篇    下一篇

双连杆柔性臂自适应模糊滑模控制

张友安1,2, 糜玉林1, 吕凤琳1, 孙富春1,2   

  1. 1.海军航空工程学院 控制工程系,山东 烟台 264001; 2.清华大学 智能技术与系统国家重点实验室,北京 100084
  • 收稿日期:2005-04-21 修回日期:2005-07-11 出版日期:2005-09-01 发布日期:2005-09-01
  • 通讯作者: 张友安

Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for Twolink Flexible Manipulator

ZHANG You-an1,2, MI Yu-lin1, LvFeng-lin1, SUN Fu-chun1,2   

  1. 1.Department of Control Engineering, Naval Aeronautical Engineering Institute, Yantai 264001, China; 2.State Key Laboratory of Intelligent Technology and Systems, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • Received:2005-04-21 Revised:2005-07-11 Online:2005-09-01 Published:2005-09-01
  • Contact: ZHANG You-an

摘要: 为使控制系统在负载和杆长变化时仍能快速、准确地跟踪期望轨迹,基于奇异摄动模型将双连杆柔性臂系统分解为慢变、快变2个子系统,提出了一种慢变子系统采用自适应模糊滑模控制、快变子系统采用最优控制的混合控制方法。其中自适应算法在线估计未知参数,模糊控制用来抑制由滑模控制引起的振动。仿真结果表明,该方法不仅能实现柔性臂轨迹的快速、准确跟踪,而且能有效地抑制弹性振动,并且对系统参数的变化具有较强的鲁棒性。该方法的特点是对系统中各个等效的摄动参数分别进行自适应估计和补偿,因而控制算法简单,易于工程实现。

关键词: 自动控制技术, 奇异摄动, 双连杆, 柔性臂, 自适应控制, 模糊控制, 滑模控制, 最优控制

Abstract: To track expectation locus accurately as the load and link length of twolink flexible manipulator varies, the control system was decomposed into two subsystems, slowlychanging subsystem and fastchanging subsystem based on the singular perturbation model. A hybrid control method, consisting of adaptive sliding mode control which was applied to slowlychanging subsystem and optimal control which was applied to fastchanging subsystem, was presented. The adaptive algorithm can estimate unknown parameters online, and fuzzy control can damp the vibration caused by sliding mode control. Simulation result shows that the proposed method not only can accurately and fast track the flexible manipulator locus, but also can effectively damp the elastic vibration, and is strongly robust to the variation of system parameters. The characteristic of the proposed method is that each equivalent vibration parameters can be adaptively estimated and compensated respectively, so it is simple and easy to implement.

Key words: automatic control technology, singular perturbation, twolink, flexible manipulator, adaptive control, fuzzy control, sliding mode control, optimal control

中图分类号: 

  • TP241
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[4] 姜继海, 葛泽华, 杨晨, 梁海健. 基于微分器的直驱电液伺服系统离散滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1492-1499.
[5] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[6] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[7] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[8] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[9] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[10] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[11] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[12] 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[13] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[14] 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[15] 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!