振动与冲击
振動與遲擊
진동여충격
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
2010年
1期
200-206
,共7页
漂浮基柔性空间机械臂%自适应控制%增广变量法%实时抑振%未知参数
漂浮基柔性空間機械臂%自適應控製%增廣變量法%實時抑振%未知參數
표부기유성공간궤계비%자괄응공제%증엄변량법%실시억진%미지삼수
free-floating space flexible manipulator%adaptive control%augmentation approach%real-time vibration suppressing%unknown parameters
讨论了载体位置、姿态均不受控情况下,自由漂浮柔性空间机械臂系统关节运动的拟增广自适应控制和柔性振动实时主动抑制问题.此类机器人系统的特点在于:结合系统动量及动量矩守恒关系得到的完全能控形式的系统动力学方程,关于系统惯性参数不符合惯常的线性函数关系,因此地面机器人的控制方法在此难以直接推广应用.为了克服上述难点,我们仅将系统动量守恒关系耦合到系统动力学方程当中,而不耦合系统动量矩守恒关系,结果得到一组欠驱动形式的系统动力学方程.其优点在于,系统动力学方程关于一组组合惯性参数保持惯常的线性函数关系.以此为基础,设计了具有未知参数柔性空间机械臂关节轨迹跟踪的拟增广自适应控制方案.并根据柔性子系统的动力学特性,设计了一个基于反馈的自适应控制方案来对柔性杆的振动进行快速实时的抑制.所提出的控制方案还具有不需要测量、反馈载体位置、移动速度和移动加速度的显著优点.系统的数值仿真,证实了方法的有效性.
討論瞭載體位置、姿態均不受控情況下,自由漂浮柔性空間機械臂繫統關節運動的擬增廣自適應控製和柔性振動實時主動抑製問題.此類機器人繫統的特點在于:結閤繫統動量及動量矩守恆關繫得到的完全能控形式的繫統動力學方程,關于繫統慣性參數不符閤慣常的線性函數關繫,因此地麵機器人的控製方法在此難以直接推廣應用.為瞭剋服上述難點,我們僅將繫統動量守恆關繫耦閤到繫統動力學方程噹中,而不耦閤繫統動量矩守恆關繫,結果得到一組欠驅動形式的繫統動力學方程.其優點在于,繫統動力學方程關于一組組閤慣性參數保持慣常的線性函數關繫.以此為基礎,設計瞭具有未知參數柔性空間機械臂關節軌跡跟蹤的擬增廣自適應控製方案.併根據柔性子繫統的動力學特性,設計瞭一箇基于反饋的自適應控製方案來對柔性桿的振動進行快速實時的抑製.所提齣的控製方案還具有不需要測量、反饋載體位置、移動速度和移動加速度的顯著優點.繫統的數值倣真,證實瞭方法的有效性.
토론료재체위치、자태균불수공정황하,자유표부유성공간궤계비계통관절운동적의증엄자괄응공제화유성진동실시주동억제문제.차류궤기인계통적특점재우:결합계통동량급동량구수항관계득도적완전능공형식적계통동역학방정,관우계통관성삼수불부합관상적선성함수관계,인차지면궤기인적공제방법재차난이직접추엄응용.위료극복상술난점,아문부장계통동량수항관계우합도계통동역학방정당중,이불우합계통동량구수항관계,결과득도일조흠구동형식적계통동역학방정.기우점재우,계통동역학방정관우일조조합관성삼수보지관상적선성함수관계.이차위기출,설계료구유미지삼수유성공간궤계비관절궤적근종적의증엄자괄응공제방안.병근거유성자계통적동역학특성,설계료일개기우반궤적자괄응공제방안래대유성간적진동진행쾌속실시적억제.소제출적공제방안환구유불수요측량、반궤재체위치、이동속도화이동가속도적현저우점.계통적수치방진,증실료방법적유효성.
Here in, the real-time vibration suppressing and augmented adaptive control of a free-floating flexible space manipulator were studied.The dynamic equations of the system were developed by using the Lagrangian assumed mode method.It was verified that the dynamic equation of the system can be linearly dependent on a group of inertial parameters.Based on the above results and the augmentation approach, an adaptive control of a space flexible manipulator to track the desired trajectory was developed.Considering the dynamics of flexible subsystems, a control scheme was presented to suppress the vibration during the real-time operation.In particular, it didn't require measuring the position, velocity and acceleration of the base because of an effective exploitation of the particular property of the system dynamics.The numerical simulation was carried out and it confirmed the controller proposed is feasible and effective.