毕设答辩PPT石飞鸿

1、刚性(n xn)机械臂鲁棒控制器设计姓名：石飞鸿学号：2008551529专业：建筑设施智能技术(jsh)指导老师：李鹏老师共十六页刚性机械(jxi)臂鲁棒控制器设计-系统框架1.研究的背景及目的2.数学模型描述(mio sh)机械臂的姿态及控制3.机械臂的鲁棒控制设计4.实验仿真和结果分析5.总结与展望1共十六页 工业生产中，机械臂的精确、快速和稳定显得尤为重要。 研究本系统(xtng)的目的：通过在给定各关节驱动力矩的前提下，使机械臂的位置、速度等状态量跟踪给定的理想轨迹。 2背景(bijng)和目的：共十六页刚性机械臂的鲁棒控制器设计 机械臂的不确定性影响着其运行轨迹，为了保证它能够精确

2、、快速和稳定的运行，提出(t ch)了鲁棒控制的思想。在研究机械臂轨迹跟踪控制系统过程中，需要着重研究的是机械臂鲁棒控制系统。该方法基于李雅普诺夫理论，从整个闭环系统的稳定性的角度出发，设计鲁棒控制器。研究过程中用模拟误差来逼近机械臂系统中不确定的外部干扰与模型误差，再将该逼近误差当作系统的外部干扰用鲁棒控制器消除。这种方法一方面可以保证整个系统的稳定性，另一方面可以保证系统具有良好的暂态性能。同时亦能使得不确定性对系统的性能品质影响最恶劣时也能够满足设计。3共十六页机械臂模型(mxng)的建立： 运用动力学方程即数学模型来描述机械臂的状态和运动控制：其中： 4共十六页 如果(rgu)考虑摩擦

3、力和干扰的影响，上式就变成：5共十六页系统的鲁棒设计问题： 使得闭环系统对所考虑的所有(suyu)不确定性都满足设计要求，这时闭环系统称为具有鲁棒性能。如果设计只考虑稳定性，就称系统是鲁棒稳定的。如果设计还考虑干扰抑制能力的话，就称系统是鲁棒抗干扰的。 不确定性均假设为可描述集，模型误差和外部干扰。 6共十六页机械(jxi)臂鲁棒控制器设计机械(jxi)臂参数：初始条件为：模型误差为：7共十六页系统(xtng)仿真 以两关节机械手为控制对象(duxing)进行仿真实验：期望轨迹为： 外部干扰d=d1 d2为幅值10Nm的随机干扰。系统的采样周期为0.5ms。 设计控制器，定义 8共十六页图6：

4、两关节(gunji)的力矩图2：关节(gunji)一的位置图1：两关节的误差图3：关节二的位置图4：关节一的速度图5：关节二的速度9共十六页实验(shyn)总结： 从图1、图2、图3分析知，误差偏移都比较小，无异常出现，从这些仿真(fn zhn)结果可以看出鲁棒控制能够很好的克服模型误差、外部干扰等不确定性的影响，具有较好的动、静态性能。 10共十六页系统优点(yudin)和缺点：优点： 本系统重要的优点是当系统的不确定性有界时，它能够用一个结构(jigu)固定不变的控制器抵消不确定性的影响，使机械臂的跟踪性能达到要求的水平。缺点： 他基于系统不确定性的上界来设计控制器，虽然可以保证系统的稳定

5、性，但是不能得到获得良好的暂态性能。并且由于外部的干扰有时是难以测量的，所以不确定性的上界有时难以获知。11共十六页 展望-机械(jxi)臂当前的应用12共十六页 展望(zhnwng)-未来的机械臂13共十六页谢谢(xi xie)！14共十六页内容摘要刚性机械(jxi)臂鲁棒控制器设计。研究本系统的目的：通过在给定各关节驱动力矩的前提下，使机械(jxi)臂的位置、速度等状态量跟踪给定的理想轨迹。机械(jxi)臂的不确定性影响着其运行轨迹，为了保证它能够精确、快速和稳定的运行，提出了鲁棒控制的思想。在研究机械(jxi)臂轨迹跟踪控制系统过程中，需要着重研究的是机械(jxi)臂鲁棒控制系统。该方法基于李雅普诺夫理论，从整个闭环系统的稳定性的角度出发，设计鲁棒控制器。研究过程中用模拟误差来逼近机械(jxi)臂系统中不确定