【《机械手模糊自适应反演控制及仿真分析案例》2600字】

第页共47页机械手模糊自适应反演控制及仿真分析案例目录TOC\o"1-2"\h\u2193机械手模糊自适应反演控制及仿真分析案例 1280491.1自适应模糊控制 1205071.2反演控制 2245261.3双关节机械手模糊自适应反演控制系统设计 417781.4仿真实验研究 7自适应模糊控制间接自适应模糊控制间接控制办法：首先，假设一个参数作为控制对象的实际参数，根据控制对象的参数建立自适应系统。直接自适应模糊控制和直接自适应模糊控制的最大区别是通过在线识别获得受控模型并设计控制器。间接控制的最大优点是控制对象可以随时调整自适应规则以确保整个系统的控制精度。控制系统的结构如下图所示：图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s11间接自适应模糊控制系统结构示意图直接自适应模糊控制直接控制使用原则常识，间接控制使用控制对象的常识。它的系统结构图如下图所示：图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s12直接自适应模糊控制系统结构示意图反演控制反演控制的基本概念1990年初，反演控制方法这个概念被提出并且在接下来的三十多年里迅速发展。反演控制系统的设计思想是为每个子系统设计一个虚拟控制变量和一个中间虚拟控制变量，从而把复杂的非线性系统分解成数个较为简单的子系统，由此制定整个系统的控制规则。反演控制说白了就是引入静态补偿，让后一个子系统通过阶跃递推的方法控制前一个子系统从而达到最终的稳定。该方法必须是一个精确的参数反馈系统，并转化为该系统。反演控制器设计原理假设被控对象的数学模型为x其中bx,t定义误差为：e其中xde定义e其中，ρ1定义李雅普诺函数L有L这里取ρ1=−则有L若e2=0，则定义李雅普诺夫函数L由上式可得e则e由此可得L要使L2u=其中c1双关节机械手模糊自适应反演控制系统设计机械手的运动控制方程可用下述向量表达：TM上式中Θ=θ1tθ2tT∈RMΘ力矩的特点是正对称、有界、具备高度耦合性，和VΘ定义输出轨迹误差e1=y−y，其中y为输出目标轨迹，y为期望轨迹。定义误差e2=e这里选取x其中c>0。定义李氏函数为L则L=2只有当e1Te2=0e取控制律T=−定义李氏函数为L则L=−2=−2=−2=−2=−2其中∅x=−Vx2−Mx2，ϕif其中j=1,2,…,n。用φ分别逼近ϕ1、ϕφ模糊输出为y=其中θ=θ1设自适应控制律为：θ其中p1，p2为控制系数，且现对整个系统定义李氏函数为:L=其中θ=θ∗L=−2=−22+2e≤−2≤−2其中ε为给定的任意最小的正常数，对于不等式ϕ都成立。由于θ−θ∗T同理，θ+θ∗Tθ因此最终结果表示为L≤−2≤−解不等式，得L由此可知所设计的系统具有有界性，稳定性点特点，可满足系统性能基本要求。对模糊自适应反演控制系统进行设计并试验，其结构如下图。图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s13模糊自适应反演控制系统结构框图仿真实验研究以双关节机械手为对象，对其进行仿真试验。设机械手各数据分别为r1=1.3m，r2=0.8m,m1初始条件为θ(0)=[0.20.3]Trad,θ(0)=[00]Trad/s,θ(0)=[00]期望轨迹为θ0(t)=[0.5sin2πt设定参数c1=8.5，c2=12，p1=1.2，p2=1.5;c1=1.65，c2=2.3，p1=1.2，p图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s14双关节机械手模糊自适应反演控制仿真框图图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s15双关节的位置跟踪曲线图图STYLEREF1\s4SE