機(jī)械臂系統(tǒng)的控制同步理論與應(yīng)用

第1章 緒論
1.1 目的與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 機(jī)械系統(tǒng)的同步控制策略
1.2.2 主從式機(jī)械系統(tǒng)的控制同步
1.2.3 機(jī)械臂系統(tǒng)的控制同步
1.2.4 剛?cè)狁詈蠙C(jī)械臂系統(tǒng)的控制同步
1.3 本書(shū)主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 機(jī)械系統(tǒng)控制同步的基本原理
2.1 引言
2.2 同步控制的目標(biāo)與穩(wěn)定性判定
2.2.1 同步控制的目標(biāo)及同步誤差定義
2.2.2 控制同步的李雅普諾夫穩(wěn)定性
2.3 同步控制器的設(shè)計(jì)
2.3.1 從系統(tǒng)參數(shù)已知情況下的同步控制方法
2.3.2 從系統(tǒng)參數(shù)未知情況下的同步控制方法
2.4 遲滯系統(tǒng)與Duffing系統(tǒng)的主從同步分析
2.4.1 從系統(tǒng)參數(shù)已知情況下的同步分析
2.4.2 從系統(tǒng)參數(shù)未知情況下的同步控制
2.4.3 非線性系統(tǒng)的控制同步的仿真分析
2.4.4 主從同步控制器各控制參數(shù)的影響
參考文獻(xiàn)
第3章 基于節(jié)律神經(jīng)元控制器的兩自由度機(jī)械臂的控制同步
3.1 引言
3.2 兩自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
3.2.1 兩自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.2.2 兩自由度機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)分析
3.2.3 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型的物理特征
3.2.4 面向機(jī)械臂系統(tǒng)同步控制的李雅普諾夫函數(shù)
3.3 神經(jīng)元同步控制器的設(shè)計(jì)
3.3.1 神經(jīng)元同步控制器的構(gòu)成及特點(diǎn)
3.3.2 采用神經(jīng)元同步控制器的兩自由度機(jī)械臂模型
3.4 兩自由度機(jī)械臂同步運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
3.4.1 兩自由度機(jī)械臂的典型運(yùn)動(dòng)特征
3.4.2 神經(jīng)元同步控制器時(shí)間常數(shù)對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的影響
3.4.3 系統(tǒng)阻尼對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的影響
3.5 小幅擺運(yùn)動(dòng)和大回環(huán)運(yùn)動(dòng)之間轉(zhuǎn)換過(guò)程
3.5.1 控制器增益變化的影響
3.5.2 角度和加速度沖擊的影響
參考文獻(xiàn)
第4章 基于OPCL控制器的兩自由度機(jī)械臂的控制同步
4.1 引言
4.2 通用OPCL控制器模型
4.3 改進(jìn)的OPCL控制器設(shè)計(jì)
4.4 基于改進(jìn)的OPCL控制器同步運(yùn)動(dòng)仿真
4.4.1 基于改進(jìn)的OPCL控制器小幅擺運(yùn)動(dòng)
4.4.2 基于改進(jìn)的OPCL控制器大回環(huán)運(yùn)動(dòng)
4.5 利用OPCL控制實(shí)現(xiàn)兩自由度機(jī)械臂從單周期運(yùn)動(dòng)到混沌運(yùn)動(dòng)
4.5.1 通向混沌的道路
4.5.2 兩自由度機(jī)械臂混沌運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
4.5.3 非線性參數(shù)估計(jì)
參考文獻(xiàn)
第5章 摩擦力對(duì)OPCL控制系統(tǒng)的影響
5.1 引言
5.2 摩擦力模型
5.2.1 庫(kù)侖摩擦
5.2.2 庫(kù)侖摩擦+黏性摩擦模型
5.2.3 靜摩擦+庫(kù)侖摩擦+黏性摩擦模型
5.2.4 Stribeck摩擦模型
5.3 帶有摩擦項(xiàng)的OPCL控制系統(tǒng)
5.4 黏性摩擦力對(duì)OPCL控制系統(tǒng)的影響
5.4.1 分岔特征
5.4.2 單周期運(yùn)動(dòng)
5.4.3 多周期運(yùn)動(dòng)
5.4.4 擬周期運(yùn)動(dòng)
5.4.5 混沌運(yùn)動(dòng)
5.5 靜摩擦力項(xiàng)和庫(kù)侖摩擦力項(xiàng)對(duì)OPCL的影響
5.5.1 擬周期運(yùn)動(dòng)
5.5.2 混沌運(yùn)動(dòng)
參考文獻(xiàn)
第6章 基于自適應(yīng)控制器的兩自由度機(jī)械臂控制同步
6.1 引言
6.2 改進(jìn)的MRAC-PD控制器模型及設(shè)計(jì)
6.2.1 通用MRAC-PD控制器模型
6.2.2 改進(jìn)的MRAC-PD控制器設(shè)計(jì)
6.3 基于改進(jìn)的MRAC-PD控制器同步運(yùn)動(dòng)仿真
6.3.1 基于改進(jìn)的MRAC-PD控制器小幅擺運(yùn)動(dòng)
6.3.2 基于改進(jìn)的MRAC-PD控制器大回環(huán)運(yùn)動(dòng)
6.4 小幅擺運(yùn)動(dòng)和大回環(huán)運(yùn)動(dòng)之間轉(zhuǎn)換過(guò)程
6.4.1 不同控制器參數(shù)對(duì)同步運(yùn)動(dòng)形式的影響
6.4.2 不同的期望軌跡對(duì)同步運(yùn)動(dòng)形式的影響
6.5 兩種控制方法的比較
參考文獻(xiàn)
第7章 基于自適應(yīng)控制器的三自由度機(jī)械臂控制同步
7.1 引言
7.2 三自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模
7.2.1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
7.2.2 基于拉格朗日-歐拉法的機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析
7.3 基于PD狀態(tài)反饋的同步控制器設(shè)計(jì)
7.4 基于PD增益自適應(yīng)調(diào)節(jié)的模型參考自適應(yīng)控制
7.4.1 參考模型
7.4.2 PD增益自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
7.4.3 穩(wěn)定性分析
7.4.4 仿真分析
7.5 機(jī)械臂的魯棒自適應(yīng)控制
7.5.1 自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
7.5.2 仿真分析
參考文獻(xiàn)
第8章 三自由度機(jī)械臂魯棒同步軌跡跟蹤控制
8.1 引言
8.2 機(jī)械臂常用的軌跡跟蹤方法
8.3 魯棒同步軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)引理
8.4 魯棒同步軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
8.5 仿真分析
參考文獻(xiàn)
第9章 考慮未知結(jié)構(gòu)參數(shù)的三自由度機(jī)械臂的同步軌跡跟蹤控制
9.1 引言
9.2 三自由度冗余機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模型
9.2.1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
9.2.2 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析
9.3 主從機(jī)械臂末端軌跡同步控制器設(shè)計(jì)
9.3.1 主從式機(jī)械臂的末端軌跡同步運(yùn)動(dòng)控制方法
9.3.2 仿真分析
9.4 從機(jī)械臂參數(shù)未知的自適應(yīng)PD同步控制
9.4.1 模型參考自適應(yīng)控制
9.4.2 自適應(yīng)同步控制器的設(shè)計(jì)
9.4.3 仿真分析
9.5 主從機(jī)械臂同步系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)
9.5.1 軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)
9.5.2 仿真分析
參考文獻(xiàn)
第10章 剛?cè)狁詈蠙C(jī)械臂的控制同步
10.1 引言
10.2 柔性機(jī)械臂的建模與動(dòng)力學(xué)特性
10.2.1 柔性多體系統(tǒng)的建模
10.2.2 混合坐標(biāo)法
10.2.3 變形描述
10.2.4 模態(tài)疊加
10.2.5 一次近似耦合模型
10.2.6 大范圍運(yùn)動(dòng)已知的動(dòng)力學(xué)仿真
10.2.7 大范圍運(yùn)動(dòng)未知的動(dòng)力學(xué)仿真
10.3 剛?cè)狁詈蠙C(jī)械臂的控制同步
10.3.1 基于反饋策略的同步控制器設(shè)計(jì)
10.3.2 仿真分析
10.3.3 控制參數(shù)的影響
參考文獻(xiàn)
附錄A 平面三自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型
附錄B 系統(tǒng)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模型的線性化處理