机器人
機器人
궤기인
ROBOT
2001年
2期
102-108
,共7页
机器人%连续变增益%H∞控制%极点配置%线性矩阵不等式(LMIs)
機器人%連續變增益%H∞控製%極點配置%線性矩陣不等式(LMIs)
궤기인%련속변증익%H∞공제%겁점배치%선성구진불등식(LMIs)
本文针对n关节的刚性机器人,提出了一种设计连续变增益控制器的新方法.这种方法结合了变增益和H∞理论,通过在平衡点附近线性化系统,利用具有极点配置的状态反馈H∞技术,对应每个运动区域,设计满足H∞性能和动态特性的状态反馈增益,这些增益通过泰勒级数展开拟合成与运动点有关的连续函数.随着系统状态的变化,拟合成的增益函数可使控制器获得连续的增益,使得所设计的控制器同样适合系统状态变化较快的对象,而且系统随状态的变化始终具有很高的动态性能,克服了传统变增益控制器中存在的不足.仿真结果验证了此控制器的有效性.
本文針對n關節的剛性機器人,提齣瞭一種設計連續變增益控製器的新方法.這種方法結閤瞭變增益和H∞理論,通過在平衡點附近線性化繫統,利用具有極點配置的狀態反饋H∞技術,對應每箇運動區域,設計滿足H∞性能和動態特性的狀態反饋增益,這些增益通過泰勒級數展開擬閤成與運動點有關的連續函數.隨著繫統狀態的變化,擬閤成的增益函數可使控製器穫得連續的增益,使得所設計的控製器同樣適閤繫統狀態變化較快的對象,而且繫統隨狀態的變化始終具有很高的動態性能,剋服瞭傳統變增益控製器中存在的不足.倣真結果驗證瞭此控製器的有效性.
본문침대n관절적강성궤기인,제출료일충설계련속변증익공제기적신방법.저충방법결합료변증익화H∞이론,통과재평형점부근선성화계통,이용구유겁점배치적상태반궤H∞기술,대응매개운동구역,설계만족H∞성능화동태특성적상태반궤증익,저사증익통과태륵급수전개의합성여운동점유관적련속함수.수착계통상태적변화,의합성적증익함수가사공제기획득련속적증익,사득소설계적공제기동양괄합계통상태변화교쾌적대상,이차계통수상태적변화시종구유흔고적동태성능,극복료전통변증익공제기중존재적불족.방진결과험증료차공제기적유효성.
A new approach to designing continuous gain scheduled H∞ controllers for n-joint rigid robot manipulator has been presented in this paper. The approach combines gain scheduling theory with H∞ theory. By linearizing the system at equilibrium points and utilizing state feedback H∞ technique with poles placement, we design state feedback gain satisfying H∞ performance and dynamic qualities at every operated regions. The gains are fitted to continuous functions of the states of the system using taylor series expansion. With changes of the states of the system, the controller can get continuous gains using the fitted gain functions. Not only the designed controller can be applied to the plants with fast varying states, but also the system possesses always a good dynamic performance. The presented approach overcomes limitations of the conventional gain scheduling control. Simulation results prove the effectiveness of the designed controller.