外文翻译多自由度机械手各定位域同步控制

调主从运动。稳定性分析是基于Lyapunov方法进行了试验，并进行了控制系统的：定位域控制，同步，轮廓，机器。来，各种控制方法已达到较高的性能的目的了，最流行的控制方案，比例积。一个机器人的轮廓可以定义为对末端执行器的运动控制在一个精确的和有效的方式一个预定义路径不幸是对于多节串联器好轮廓的末不能被轨迹保证接头能好此外独的关节动是伴着步运动从而致劣化轮廓的准确性。因，对一机器人各个关的运动步最终的轮性提高的要因素在最近的几十年中，运动同步的各种控制方案已经出台。190，韩国开发的交叉耦合控制的概念（CCC）。该控制方案同步的基础上产生的轮廓误差和它被证明能有效地降低差的具轮廓两运动轴后来，个模型的可增益CC是科和CCCC环路增益择的复性可能导致一高度确控制信号此减少廓效果同时相关的CC和目标。PD型控制器。PID控制被证明是更好的比CCC轮廓控制。本研究的主要目的是结合位置同步控制器的位置域控制器的主从同步开发一个新的PD型伸和进一步发展之前的工作为进一步提高轮廓性能的目的。相对导数和动态掌握运动之间的关系（QM）和第i个运动（QSI）已被开发。因此，一个相对导数概从式（1），它可以很容易理解，QSI是角速度比之间的主从运动，它描述了一个同步运动关系这两个运动之间的。这种相对的衍生物称为相对于主节点M联合四相对位置速NT1的自由度，然后动态模型可以表示子矩阵形成主改写（单自由度）在式（6）mS指的是其他，或从运动。QM2R1是参考位置，用于定义的轮廓的参考，和QS2RnQSQM函备注1。方程（7）表示主运动之间的动态关系，通过下标m表示，和的运动，用下标2。从式（7），可以推断出，为了实现准确的轮廓性能，掌握运动的高精度测量的要求。然而，一个主运动精度高，不适合的位置域的控制要求。控。为了利用同步控制性能和改进的轮廓的位置域的控制性能，新的控进差相邻关节之间的差异，可以通过位移传感器很容易获得，如编。同步误差向量其 其中被称为同步耦合增益矩阵是一个常数对角矩阵，矩阵B是用来处理不同节点的同步实现更好的性能为B设置为一零的矩阵，然后发展成为一位域控制没有一种同步效 为在本研究中，恒定增益矩阵的对角线。是运动该控制转矩矢量。增加（正速度）或单调减少（负速度）PDSC可以在几个轮廓段，每段只有一PD控制器。备注6。从式（12），可以看出所PDSC是误差及其导数的关系。因此，它是。P1：惯性矩阵是对称正定的可以很容易。P2：矩阵是斜对称的，因此也是斜称的P4:和都是有界的。从P4可以推(a)(b)(c)。 和代表最小和最大特征值的矩阵M。如果一个方形矩阵M是正定的，则表示为M0。如果一个方形矩阵。M-N是正定的，则表示为M-N0正定矩阵，以下性能18文中要用到的P5M0,1/M0P6MN01/M1/NP7:如果M00且是一个实数，则MP8：如果M0N0，则MN0MNM0，且NMN 是一个单调递增或递减函数连续的二阶导A3：所需的轮廓轨迹二阶连稳定性定理。一个刚性机械手式的位置域描述（7），PDSC法（12）是用来控同步矩阵性质SSchur补18矩阵的公式（17）命题的证明可以在参考文献18发现。PDSC法的稳定性，我们我们知道，MSS是对称正定的，即，且 称矩从式（20），可以得出这样的结此外，基于方程（23），根据P8，我然后，根据P1重组等式从上面的讨论，我们知道L是对称正定矩阵， 程的Lyapunov函数（28）是一个正定函数E0的独立变量和函数。因此，V的衍生物在稳定性分析变质量体系相关。从式（28）V的导数给出了自正定从式（15），我们现在，我们定义以下两参数根据式（15），q0qe00。应用公式（34），式（33）应用式（37）式（35），我们最终 制增益的增加会降低误差。这样的结论是非常相似的在时域中[14]同步控制。平面。该机器人由三个转动关节[19,20]11。PDPSC作为参考文献14，pdc-pd控制器参考文献[15]。t是时间，T是在端部执行器的轮廓为每段所需的总时间。线性和非线性的轨迹进行参数定义为RTÞð作为参考文献[21]的描述，详细的轨迹规划方法，将讨论在秒。5.1.3和表一.2摩擦到模拟模型。摩擦是基于以下方程建模22fc为库仑摩擦力，FTStribeck摩擦的大小，B是粘性摩擦系数，fs为静摩擦系数，D是凭经验确定的参数[22]。公式中的摩擦模型（42）有效地预测的静态，粘性，和脱离的机器人22]2显示了用于模拟摩擦参数。由于关节致动器被假定为相同类型，相同的参数用应该的是，KS仅用于PSC可以在参考文献[14]看到。此外，由于PDSC的性质，定位域控制器增益，KPS；KDSB，利用上述的第二和第三项相应的收益。在这种方式中，所需的运动中找到与等效主运动轨迹通过等距抽样。对于时间域控制器，1000赫兹的采样频率被用于所有的仿真。由于机器人的复杂运动，上取得了良好的性能和优良的轴向为Z形运动。定位域控制器能够产生更小的误差比用PDSC控制器约30%比pdc-pd控制器更准确的时间域控制器。所有的误差也在23的同步，PDSCPSC12.5%（2）50%（节3）下同步误差同样低的标准偏差。以轮廓精度，定位域控制器能够执行比时域控制器要好的多，因为先前的研究也表明[15,16]。pdc-pd控制器有27%52%的比tdc-pdPSC控制器降低轮廓误差，分别，但4显示。钻石轮廓。类似于锯齿的运动，钻石轮廓的模拟产生的所有四个控制器良好的轨迹结果。不过，PDSC控制器取得了比其他的控制器更好的结果，因为它在图5中可以看到更具体地，PDSC控制器产生约70%比PSC控制器误差较小约为32%比pdc-pd对于同步误差，PDSCPSC27:6725.6%较低的平均误差比标准偏差pdc-pd33.4%5所示。图2为锯齿形的轮廓误图3为锯齿形运动同步误4平均值和标准偏差的轮廓锯齿运动图4锯齿形运动轮廓的性图5钻石的轮廓误T84的转子轮廓6同步误差钻图7.钻石轮廓的轮廓误5均值和标准差的钻石轮在第三节，PSC有最低的误差与PDSC第二。类似的评论可以为误差的标准偏差tdc-pd控制器相比，错误的是第二个最好的。相反，PDSCPSC4%和47%9所示。32%PSCpdc-pd68.5%的差异。tdc-td控制器，是第二个最好的那一类。圆外旋轮线。有趣的是，时域控制器，tdc-pd和PSC，具有更好的性能比定位域控制器如图11所示特别是控制器的tdc-pd精选18%较低的误差比第二关节PDSC，PSC14%PDSCtdc-pd接头的标准偏差为53%下为PSC低63%图8误差的圆周运9同步误差的圆形轮56%PSC错误。尽管PDSC控制器受到对误差在关节水平的其他控制器，图13表明，它仍然优于其他控制器的轮廓误差的减少。表8列出了平均值和轮廓误差控制的四控制器的标准偏差。特别是，PDSC轮廓误差为52.4%，低于第二最佳控制器的误差，PSC。它具有较低的轮70.6%PD控制器。标准偏差如下相同的趋8。图11误差的圆外旋轮图13转子运动轮廓的性表8的平均值和转子轮廓的轮廓误差的标准偏6性分析和系统被证明是全局稳定的基于Lyapunov定理。最后，模拟验证了该控制器的有效实践证明，该位置域同步控能更好的轮廓算法相比，其对应的时域PSC以及经典pdc-pdtdc-pd。新的控制律的性能还需要进一步的研究和外部干扰或噪声应考虑。在今1科伦，Y.，1980，“制造系统的交叉耦合双向计算机控制，“ASMEJ.DYN。测量，控制系统。，。，102（4），265–272。2科伦，Y.，瞧，C.C.，1991，“变增益交叉耦合控制器的轮廓，“CIRP安。，40（1），371–374。会议控制应用，皮斯卡塔韦，新泽西–，月25日27，pp.168–173。4方，R.W.，Chen，J.S.，2002，“直接驱动机器人交叉耦合控制，“JSMEIntJ.SER。C，45（3）749–757。5朱，D.F.，周，J.Y.，躺，K，和周，D，2012，“一类欠驱动机械系统的同步控制通过能量塑造，《ASMEJ.DYN。测量，控制系统。，。，134（4），041007页。[6]冯，L.，科伦，Y，和伯伦斯坦，J.，1993，“]6（5），660–672。[9]区，Z，1994，“机器人轨迹的PD控制下的全局稳定性，”达因。控制，4（1），59–71。理论与实验，”IEEE跨。控制系统。技术。，15（2），306–314。[13]山，J.，刘，H.T.，和，2005，notwotny，“同步轨迹控制的多自由度实验直升机，“IEEPROC。：控制理论与应用，152。（6）683–692。体化，22（7）9934–944。[17]坝，T.，欧阳，中国，2012，“交叉耦合控制位域的轮廓，”IEEE工业电子国际研讨会，杭州，中国，五月二十八日，311303––，1308。GmbH&Co.KGaA，海姆，德国。【19】林奇，K.M.，shiroma，N，K，2000，和