一种基于命令滤波器的单连杆机械臂预定时间控制方法

    公开(公告)号:CN117921659B

    公开(公告)日:2024-09-24

    申请号:CN202410051541.0

    申请日:2024-01-12

    Abstract: 本发明公开了一种基于命令滤波器的单连杆机械臂预定时间控制方法,包括:根据单连杆机械臂的动力学模型,得到具有状态约束的非线性系统的状态方程;确定控制目标;根据状态方程设计误差变量,并基于命令滤波器反步控制方法进行递推设计,设计虚拟控制变量、实际控制变量、一阶滤波器和误差补偿变量;构建预定性能障碍Lyapunov函数V,验证设计的变量是否满足预定时间稳定性判据;对设计的控制方案进行稳定性证明、性能指标分析。与现有技术相比,本发明避免了传统反步设计过程中对虚拟控制律重复求导所引起的“复杂性爆炸”问题,进一步消除了滤波过程中产生的误差,实现单连杆机械臂在预定时间内跟踪给定轨迹,且跟踪误差在预设范围之内。

    一种嵌入直流电机单连杆机械臂控制方法

    公开(公告)号:CN117506896A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311455734.4

    申请日:2023-11-02

    Abstract: 本发明公开了一种嵌入直流电机单连杆机械臂控制方法,用于具有输出约束直流电机单连杆机械臂系统的控制,包括:首先基于加幂积分技术,将传统低阶滑模动力学系统扩展到高阶,提出固定时间稳定的高阶滑模算法;考虑到连杆和电机轴的角位置未知和电机电枢输出电压受限的问题,构造正切型障碍Lyapunov函数和固定时间干扰观测器;利用类backstepping方法推导设计控制器,根据Lyapunov第二法稳定判据和固定时间稳定定理,验证 的成立情况,并得到固定时间的确定性表达式。本发明可确保系统状态在输出受限的情况下能够独立于系统初始条件实现稳定收敛,且稳定时间不会无限增长的性能指标,提高机械臂控制系统的可预测性和精确控制能力,增强系统的鲁棒性和自适应特性。

    一种非线性机电伺服系统的预分配时间预定性能控制方法

    公开(公告)号:CN117215240A

    公开(公告)日:2023-12-12

    申请号:CN202311283726.6

    申请日:2023-09-28

    Abstract: 本发明公开了一种非线性机电伺服系统的预分配时间预定性能控制方法,包括:获取机电伺服系统具有状态约束的非线性系统的状态方程;依据状态方程及状态约束条件,确定控制目标;根据状态方程设计误差变量,并基于反步控制方法进行递推设计,根据控制目标设计虚拟控制变量和实际控制变量;构建预定性能障碍Lyapunov函数V,并将所设计的虚拟控制变量和实际控制输入代入,验证其是否满足预分配时间稳定性判据。证明控制方案能够实现闭环系统在预分配时间内稳定,并在满足预定性能指标的前提下跟踪给定轨迹信号。与现有技术相比,本发明能够根据机电系统模型的参数情况,保证整个闭环系统的控制轨迹在预先指定的时间内全局收敛,且满足预先设定的性能指标。

    一种电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法

    公开(公告)号:CN116079741B

    公开(公告)日:2023-12-01

    申请号:CN202310192069.8

    申请日:2023-03-02

    Abstract: 本发明公开了一种电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法,包括:描述机器人单连杆机械臂的动力学方程,根据动力学方程得到具有非匹配干扰的不确定纯反馈非线性系统的状态方程;设计有限时间性能函数来约束系统动态模型的误差变量进而实现系统的跟踪控制满足规定性能的控制目标;基于动态面递推控制方法,结合模糊逼近、非线性干扰观测器的方法设计虚拟控制、实际控制输入和自适应更新律;构造Lyapunov函数V,计算 的不等式,验证其是否满足 对所设计的有限时间预定性能模糊自适应控制方案进行稳定性证明、性能指标分析。本发明实现了机械臂跟踪控制性能在规定时间内满足规定的性能指标。

    一种改善机器人运动平衡性的自适应控制策略

    公开(公告)号:CN116430724A

    公开(公告)日:2023-07-14

    申请号:CN202310285513.0

    申请日:2023-03-22

    Abstract: 本发明公开了一种改善机器人运动平衡性的自适应控制策略,包括:将机器人运动的状态方程进行转化,得到一般形式的状态方程;设计有限时间性能函数,结合障碍李亚普诺夫函数构建合适的受约束误差变量;结合神经网络逼近技术,利用动态面控制反推方法设计虚拟控制、实际输入、自适应更新律和非线性干扰观测器;设计合适的正定李亚普诺夫函数L,对其进行求导计算代入虚拟控制、实际输入、自适应更新律和非线性干扰观测器得到并进行稳定性判定。与现有技术相比,本发明能够保证系统在有限时间内稳定,且能够在满足约束条件的情况下保证跟踪误差在规定时间收敛到预定义的范围内,实现了机器人运动系统的约束控制、干扰抑制和有限时间预定性能指标。

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