文档介绍：大连海事大学
硕士学位论文
两连杆机械臂迭代学习控制的设计与仿真研究
姓名:王敏
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王郸维
20080301
摘要本文针对两连杆机械臂这一非线性模型,分别对汀型和腿植煌的学习增益,完成控制器的设计。并在此基础上,对三种学习控制算法的收敛性非线性系统的控制问题一直是控制领域中的热点以及难点问题。众所周知,·非线性时变系统极为难于控制,即使利用现代控制理论也难以设计适当的控制器。但对于具有重复运动性质的系统,如机械臂的操作,迭代学习控制墙饩这一类系统简单而有效的方法,它能提高被控对象的运动轨迹在有限时间区间上沿整个期望轨迹的跟踪精度。的迭代学习控制方法设计学习律,通过对各自学习律收敛条件的分析,选择合适和对应学习律下系统的鲁棒性进行了仿真分析。旨在研究三种不同迭代学习控制算法的性能及其在两连杆机械臂系统中的应用。从仿真结果中可以看出,偷翱刂坪虯型数据采样迭代学习控制很好的满足了收敛性和跟踪精度的要求,且收敛速度较快,在存在初始偏差、动态扰动和输出测量噪声的情况下,也具有较好的鲁棒性,进而验证了其算法的有效性。与这两种迭代学习控制相比,偷翱刂频氖樟蔡跫友峡粒樟残和鲁棒性较差,而且收敛速度比以上两种控制方法要慢得多。考虑到两连杆机械臂的实际执行过程,偷翱刂撇⒉荒艽锏椒抡娼果中的效果。原因在于,从学习律的构成来看,脱奥衫玫氖乔耙淮问涑误差信号的导数信号来构造学习律,因此很容易引入噪声,从而降低其有效性;而秃虯型迭代学习控制在学习律的构造上不存在求导的问题,能有效抑制噪声。但偷翱刂频男阅鼙菵型和脱翱刂埔:玫枚啵蛭K姹噶脱翱刂频某钥商匦院蚉型学习控制易于执行的特性。关键词:两连杆机械臂;迭代学习控制;收敛性;鲁棒性:收敛速度中文摘要
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澎咿论文作者签名:王缸导师签名:泗旯孪叭论文作者签名:王钦不保密√朐谝陨戏娇蚰诖颉啊蹋同期:。扩年弓月;大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明公开发表或未公开发表的成果。学位论文版权使用授权书西连枉扭越壁造岱堂翌控壹』的遮过量笾真婴究::。除论本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成硕士学位论文文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经本声明的法律责任由本人承担。本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”,同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于:保密口
第滦髀研究背景迭代学习控制年代,就有学者对此问题进行了研列甏鮂总结了早期在自适应控在此后的十几年间,学习控制技术随着与其相关的学科纾杭扑慊际酢⑷斯两连杆机械臂迭代学习控制的设计与仿真研究工业机械臂以其提供的高生产率、稳定的产品质量和强大的柔性生产能力,在当今的工业生产中起到了越来越重要的作用。机械臂的控制算法的性能,直接决定了机械臂的工作性能。历经多年的发展,理论界研究的多种机械臂控制算法,仍然有一定的缺陷,而一时难以用于生产实践,或者难以达到满意的效果;而目前商业机械臂采用的控制算法,在控制效果上也缺乏应有的精度,限制了机械臂的应用。迭代学习控制算法的出现,丰富了工业机械臂的控制方法。它对具有重复工作性质的机械臂,可以在先验知识很少的情况下,通过对工作轨迹的迭代,逐渐消除误差,最终实现对期望运行轨迹ㄎ恢谩⑺俣群图铀俣鹊钠谕旒的完全跟踪,并且计算过程简单。.翱刂聘攀研究具有学习能力的控制器一直是控制工程师们探索的问题。早在世纪制领域里的学习控制问题,提出了学习控制的概念,并从发展学习控制的角度首次率教岢鲋悄芸刂普庖恍滦说难Э屏煊颍哟硕匝翱刂频难芯恳恢焙芑钤尽智能及神经网络退挠τ昧煊如机器人等姆⒄苟⒄梗缃瘢悄芸制已经在控制界中占有相当重要的地位。人们在研究高速运动的工业机械手的控制问题时,提出了这样一个思想:不断重复一个同样轨迹的控制尝试,并以此修正控制律,可能会得到非常好的控制效果。热恕】于年『教岢隽说翱刂简称方法,其实迭代学习控制的概念最早由同本学者在一篇有关机器人控制的论文中提出,因文章是以同文发表,当时并未引起人们
调整控制信掣俊】、宏观上看,迭代学习控制采用“在重复中学忆系迪滞耆ǜ伲獠煌诮ソ伲诓痪芳褐甚至未知豢囟韵蠖ρ匦缘那榭鱿律杓