欠驅(qū)動水平機(jī)械臂滑模變結(jié)構(gòu)控制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、欠驅(qū)動機(jī)械臂系統(tǒng)是一種典型的二階非完整約束動力學(xué)系統(tǒng),屬于非完全可控系統(tǒng)<'[1]>。一般的光滑反饋控制方法對這樣的系統(tǒng)是無效的,其運動控制與運動規(guī)劃比一般的全驅(qū)動機(jī)械臂系統(tǒng)困難得多,難以找到一種通用的、效果較好的控制方法。因此,欠驅(qū)動機(jī)械臂系統(tǒng)的控制問題已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)學(xué)術(shù)界的高度重視和廣泛關(guān)注。分層滑模控制理論是近年來新出現(xiàn)的一種滑??刂品椒?,利用分層思想將驅(qū)動關(guān)節(jié)和非驅(qū)動關(guān)節(jié)的滑模面分別設(shè)計,可將該思想與非完整約束的機(jī)械臂系統(tǒng)

2、相結(jié)合,實現(xiàn)欠驅(qū)動機(jī)械臂的有效控制。 本文以分層滑模控制理論為基礎(chǔ),以二自由度欠驅(qū)動水平機(jī)械臂為研究對象開展了以下研究工作: 首先,全面的介紹了非完整約束動力學(xué)系統(tǒng)的概念及其發(fā)展研究的過程和現(xiàn)狀,并對典型的非完整約束系統(tǒng)進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上介紹了二自由度欠驅(qū)動水平機(jī)械臂的分層滑模變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計方法,對其李雅普諾夫意義下的漸近穩(wěn)定性進(jìn)行了理論證明并實現(xiàn)了其位置控制。 其次,利用遺傳算法實現(xiàn)了分層滑??刂破鲄?shù)

3、的設(shè)計,并提出動態(tài)時變交叉和變異算子方法,一方面提高了遺傳算法的收斂速度,且使控制器參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化。 再次,針對滑??刂拼嬖凇岸墩瘛钡碾y題,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與滑??刂葡嘟Y(jié)合,設(shè)計了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分層滑??刂破?。提出通過混合編碼的方法提高RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳優(yōu)化的效率,并利用自適應(yīng)遺傳算法實現(xiàn)了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)優(yōu)化,解決了滑??刂频摹岸墩瘛焙涂刂破鞯姆€(wěn)態(tài)誤差問題。 最后,為提高控制器抗干擾能力,將反步設(shè)計法與分層滑模控制

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