基于T-S模型的欠驱动机器人非脆弱保性能H∞控制

摘要/Abstract

摘要：

讨论了欠驱动机器人系统的非脆弱保性能H∞控制问题。利用欠驱动机器人关节间的动力学耦合控制被动关节到达理想位置,进而对其进行锁定,将欠驱动机器人系统转化为全驱动机器人系统。结合非脆弱保性能控制理论和H∞控制理论,提出了基于T-S模型的欠驱动机器人非脆弱保性能H∞控制策略,使其能够进行位置跟踪。两连杆机械臂的仿真验证了所提控制策略的有效性及实用性。

关键词:

欠驱动机器人, T-S模型, 非脆弱保性能控制, H&infin, 控制

Abstract:

The non-fragile guaranteed cost H∞ control of underactuated robots were discussed. The underactuated joints were derived to desired positions by the coupling of joints, and braked. The robot with underactuated joints braked become full-drive system. Combining with the theory of non-fragile guaranteed cost control and the theory of H∞ control, a non-fragile guaranteed cost H∞ control of underactuated robots based on T-S model was provided to make this system capable of handling position tracking. The simulation of a two-link robot shows the validity and the practicality.

Key words: underactuated robot, T-S model, non-fragile guaranteed cost control, H∞ control

中图分类号:

TP241

吴忠强, 刘力灵.

基于T-S模型的欠驱动机器人非脆弱保性能H∞控制

[J]. 中国机械工程, 2010, 21(11): 1319-1324.

TUN Zhong-Jiang, LIU Li-Ling.

Non-fragile Guaranteed Cost H∞ Control of Underactuated Robots Based on T-S Model

[J]. China Mechanical Engineering, 2010, 21(11): 1319-1324.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: http://www.cmemo.org.cn/CN/

http://www.cmemo.org.cn/CN/Y2010/V21/I11/1319

参考文献

[1]方道星[1],余跃庆[1],周刚[1],丁立[1].2R平面欠驱动机器人轨迹控制研究[J].中国机械工程,2008,19(9):1016-1021.
[2]刘庆波[1],余跃庆[1].平面2R欠驱动机器人的轨迹规划与控制[J].中国机械工程,2007,18(24):2899-2902.
[3]郭益深[1],陈力[1].双臂空间机器人姿态与关节协调运动的自适应控制、鲁棒控制[J].中国机械工程,2008,19(6):636-639.
[4]Xie Wei. Improved L2 Gain Performance Controller Synthesis for Takagi - Sugeno Fuzzy System[J]. IEEE Transactionsons on Fuzzy Systems, 2008,16 (5): 1142-1150.
[5]Zhou Linna, Zhang Qingling, Yang Chunyu. Local Stability of T-S Fuzzy Systems[J]. Control and Decision,2007,22(6) :622-625.
[6]Xiu Z H,Wang W. Output Feedback Controller Design of Takagi- Sugeno Fuzzy Systems[J]. International Journal of Systems Science, 2007,38 (2) : 167-178.
[7]Li J, Zhou S, Xu S. Fuzzy Control System Design via Fuzzy Lyapunov Functions[J]. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B: Cybernetics, 2008,38(6) : 1657-1661.
[8]Zhou Linna, Zhang Qingling, Hu Yuebing, et al. Stability Analysis and Synthesis of T-S Fuzzy Systems[J]. Control Theory and Applications,2007,24 (6) :886-890.
[9]张乐[1,2],井元伟[1].基于非脆弱控制器设计的不确定模糊系统稳定性研究[J].控制与决策,2007,22(3):329-332.
[10]Oya H, Hagino K. Trajectory-based Design of Robust Non- fragile Controllers for a Class of Uncertain Linear Continuous- time Systems[J]. International Journal of Control, 2007, 80 (12): 1849-1962.
[11]Yang Jun, Zhong Shouming,Xiong Lianglin. A Descriptor System Approach to Non- fragile H∞ Control for Uncertain Fuzzy Neutral Systems[J]. Fuzzy Sets and Systems,2009,160(4):423-438.
[12]俞立著.鲁棒控制线性矩阵不等式处理方法[M],2002:272.
[13]Henry D,Zolghadr I A. Design of Fault Diagnosis Filters : a Multi- objective Approach[J]. Journal of the Franklin Institute,2005,342(4):421-446.

[1]	李小力, 陈威, 闫蓉. 基于BP神经网络的空间轮廓误差自适应补偿 [J]. J4, 201016, 21(16): 1902-1906.
[2]	叶锦华, 吴海彬. 不确定轮式移动机器人统一自适应神经网络H∞控制[J]. 中国机械工程, 2017, 28(02): 150-155.
[3]	张丽娇, 陈力. 漂浮基柔性空间机械臂的模糊H∞鲁棒控制及柔性振动最优控制[J]. 中国机械工程, 2016, 27(18): 2447-2452.
[4]	张荣芸, 赵林峰, 陈无畏, 黄鹤. 基于LPV/H∞控制的EPS系统及其硬件在环研究[J]. 中国机械工程, 2015, 26(4): 545-552.
[5]	汪选要, 王其东, . 基于道路误差动力学模型智能车辆横向切换LMIs/H∞转向控制策略[J]. 中国机械工程, 2015, 26(16): 2237-2243.
[6]	王春燕1, 赵万忠1, 孙培坤1, 徐晓宏1, 王宇2. 拼焊板零件变压边力鲁棒控制策略研究[J]. 中国机械工程, 2012, 23(6): 729-732.
[7]	赵治国, 仇江海. DCT车辆起步及换挡过程双离合器H∞鲁棒控制[J]. 中国机械工程, 2012, 23(6): 745-750.
[8]	叶明1, 程越1, 舒红2. 机电式CVT插电式混合动力系统模式切换控制 [J]. 中国机械工程, 2012, 23(5): 585-589,594.
[9]	李正义, 唐小琦, 熊烁, 叶伯生. 沿任意倾斜面的机器人力/位置控制方法研究 [J]. 中国机械工程, 2012, 23(3): 304-309.
[10]	彭思齐1, 2, 戴瑜兴1, 蒋近1. LED多线切割机同步控制系统研制 [J]. 中国机械工程, 2012, 23(2): 131-134.
[11]	刘云平. 基于哈密顿方程的非完整约束控制系统分析及应用 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(4): 479-483.
[12]	赵龙彪, 高亮, 陈志敏, 邱浩波. 基于比例微分优化准则的拓扑优化方法 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(3): 345-350.
[13]	张立强1, 王克用1, 王宇晗2. 复杂曲面五轴侧铣加工的运动学优化方法 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(21): 2588-2593.
[14]	李仁军1, 刘宏昭2, 王静平1. 混合输入机构的模糊自适应变结构控制 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(20): 2395-2398.
[15]	曾励, 王军, 张丹. 磁悬浮球形磁阻电动机产生悬浮力和磁力矩的机理分析 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(2): 208-211.