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文檔簡介
1、本論文的研究對象是一類二自由度機(jī)器人,它是由兩個電機(jī)控制的二自由度平面倒立擺系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用了切換的方法,目的是擴(kuò)大系統(tǒng)的旋臂轉(zhuǎn)角和擺桿轉(zhuǎn)角的初始位置,并最終控制倒立擺的擺桿轉(zhuǎn)角處于豎直位置,本文的主要工作包括如下幾個方面:
(1)分析了二自由度機(jī)器人的系統(tǒng)組成及工作原理,建立了笛卡爾坐標(biāo)系,應(yīng)用拉格朗日動力學(xué)原理建立了機(jī)器人系統(tǒng)的非線性動力學(xué)模型,針對建立好的非線性動力學(xué)模型,在機(jī)器人的不同擺桿轉(zhuǎn)角處進(jìn)行了線性化處理,得
2、到了系統(tǒng)在不同擺桿轉(zhuǎn)角處的線性化模型。
(2)用Backstepping方法設(shè)計(jì)了控制器,并應(yīng)用到系統(tǒng)的線性化模型中,使倒立擺的擺桿保持在豎直位置。然后在設(shè)計(jì)的Backstepping控制器的虛擬控制中加入了積分項(xiàng),設(shè)計(jì)了積分型Backstepping控制器,并把設(shè)計(jì)的控制器應(yīng)用到系統(tǒng)的線性化模型中,分析了系統(tǒng)在加入積分作用之后的控制效果。
(3)把設(shè)計(jì)的Backstepping控制器的擺桿轉(zhuǎn)角中加入模型誤差估計(jì)器,
3、來估計(jì)外部干擾,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)Backstepping控制器,接著又把積分項(xiàng)加入到自適應(yīng)Backstepping控制器中,并在設(shè)計(jì)的積分型自適應(yīng)Backstepping控制器中考慮干擾的影響,仿真分析了控制效果。
(4)把在不同擺桿轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)的Backstepping控制器看成子控制器,用切換的方法將其結(jié)合設(shè)計(jì)了三種切換控制器,并把設(shè)計(jì)的這三種控制器控制的旋臂轉(zhuǎn)角和擺桿轉(zhuǎn)角進(jìn)行對比,分析控制效果。接著把設(shè)計(jì)的自適應(yīng)Backste
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