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基于最小关节力矩优化的自由浮动空间刚柔耦合机械臂混沌动力学建模与控制

王从庆 吴鹏飞 周鑫

基于最小关节力矩优化的自由浮动空间刚柔耦合机械臂混沌动力学建模与控制

王从庆, 吴鹏飞, 周鑫
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  • 采用拉格朗日法、假设模态法和系统动量守恒原理, 推导了一种平面内三连杆的自由浮动刚柔耦合冗余度空间机械臂的动力学模型.基于最小关节驱动力矩优化, 建立了自由浮动刚柔耦合冗余度空间机械臂的混沌运动状态方程, 采用混沌数值方法分析机械臂运动中的混沌现象, 分别在工作空间、关节空间和模态空间, 设计鲁棒Proportional-Derivtive (PD)补偿控制、延迟反馈控制和模态力最优控制, 实现了轨迹跟踪、混沌运动抑制和振动控制.通过数值仿真验证了建模与控制方法的有效性.
    • 基金项目: 江苏省科技支撑计划(批准号: BE2010190)和西安交通大学机械制造系统工程国家实验室开放基金(批准号: 201002)资助的课题.
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    Sun C C, Fang B, Huang W H 2011 Acta Phys. Sin. 60 110503 (in Chinese) [孙常春, 方勃, 黄文虎 2011 物理学报 60 110503]

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-05-06
  • 修回日期:  2012-06-21
  • 刊出日期:  2012-12-05

基于最小关节力矩优化的自由浮动空间刚柔耦合机械臂混沌动力学建模与控制

  • 1. 南京航空航天大学自动化学院, 南京 210016;
  • 2. 西安交通大学, 机械制造系统工程国家重点实验室, 西安 710049
    基金项目: 

    江苏省科技支撑计划(批准号: BE2010190)和西安交通大学机械制造系统工程国家实验室开放基金(批准号: 201002)资助的课题.

摘要: 采用拉格朗日法、假设模态法和系统动量守恒原理, 推导了一种平面内三连杆的自由浮动刚柔耦合冗余度空间机械臂的动力学模型.基于最小关节驱动力矩优化, 建立了自由浮动刚柔耦合冗余度空间机械臂的混沌运动状态方程, 采用混沌数值方法分析机械臂运动中的混沌现象, 分别在工作空间、关节空间和模态空间, 设计鲁棒Proportional-Derivtive (PD)补偿控制、延迟反馈控制和模态力最优控制, 实现了轨迹跟踪、混沌运动抑制和振动控制.通过数值仿真验证了建模与控制方法的有效性.

English Abstract

参考文献 (12)

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