Kiểm Soát Theo Dõi Thích Ứng Bền Vững Dựa Trên Bộ Điều Khiển Phản Hồi Trạng Thái Có Các Thành Phần Tích Phân Cho Robot Khớp Linh Hoạt Với Các Tham Số Bất Định

IEEE Transactions on Control Systems Technology - Tập 26 Số 6 - Trang 2259-2267 - 2018
Luc Le-Tien1, Alin Albu-Schäffer2
1German Aerospace Center (DLR), Robotics and Mechatronics Center, Wessling, Germany
2Department of Informatics, Technical University of Munich, Garching, Germany

Tóm tắt

Bài viết này đề cập đến một sơ đồ kiểm soát thích ứng bền vững dựa trên cấu trúc chuỗi với bộ điều khiển phản hồi trạng thái đầy đủ có các thành phần tích phân như vòng điều khiển trong và mô-men xoắn đã tính toán như vòng điều khiển ngoài cho robot khớp linh hoạt. Cùng với tác động tích phân, quy luật kiểm soát thích ứng có thể nâng cao độ chính xác vị trí dưới sự không chắc chắn của mô hình robot, đặc biệt là độ ma sát cao gây ra bởi bộ truyền động hài hòa với tỷ số truyền cao. Trong bài viết này, bù ma sát thích ứng được thiết kế dựa trên mô hình ma sát LuGre, điều này mang lại một số lợi thế so với mô hình ma sát tĩnh (ví dụ: không có hiệu ứng rung lắc ở vận tốc động cơ bằng không). Hơn nữa, dao động cấu trúc của hai bên liên kết có thể được giảm thiểu một cách hiệu quả bằng cách sử dụng phản hồi mô-men xoắn khớp trong bộ điều khiển phản hồi trạng thái. Do đó, phương pháp kiểm soát thích ứng được đề xuất có thể đồng thời cung cấp hiệu suất kiểm soát cao cả về hành vi động lực học và độ chính xác vị trí. Theo dõi toàn cầu tiệm cận được đạt được cho hệ thống được kiểm soát hoàn toàn. Sự ổn định của hệ thống được suy diễn bằng cách sử dụng phương pháp Lyapunov và định lý Barbalat. Kết quả thực nghiệm xác thực tính hiệu quả thực tiễn của phương pháp.

Từ khóa

#Adaptive control #cascaded control #flexible joint robots #state feedback control #tracking control

Tài liệu tham khảo

10.1016/j.automatica.2009.10.023

10.1109/TRO.2009.2012016

ibrir, 2010, Nonlinear observer design with robustness of transient behavior: Application to a flexible-joint robot, Proc IEEE Int Conf Control Appl, 1385

lee, 2007, Robust nonlinear observer for flexible joint robot manipulators with only motor position measurement, Proc Int Conf Control Autom Syst, 17

10.1177/0278364907073776

10.1109/CDC.2014.7040099

10.1016/0167-6911(93)90004-P

zhu, 2007, Adaptive control of harmonic drives, Trans ASME, 129, 182

le-tien, 2012, Adaptive friction compensation in trajectory tracking control of DLR medical robots with elastic joints, Proc IEEE/RSJ Int Conf Intell Robot Syst, 1149

10.1002/(SICI)1099-1115(199702)11:1<65::AID-ACS395>3.0.CO;2-3

10.1017/CBO9780511804441

moberg, 2008, On feedback linearization for robust tracking control of flexible joint robots, Proc Int Fed Autom Control, 42, 12218

tan, 1999, Adaptive nonlinear friction compensation with parametric uncertainties, Proc Amer Control Conf, 2511

de luca, 1998, A general algorithm for dynamic feedback linearization of robots with elastic joints, Proc IEEE Int Conf Robot Autom, 504, 10.1109/ROBOT.1998.677024

10.1007/s11071-011-0086-3

tian, 1995, Robust adaptive control of flexible joint robots with joint torque feedback, Proc IEEE Int Conf Robot Autom, 1229

lee, 2007, Robust back-stepping control for flexible-joint robot manipulators, Proc IEEE/RSJ Int Conf Intell Robot Syst, 183

10.1016/0005-1098(94)00172-F

taghirad, 2004, A robust linear controller for flexible joint manipulators, Proc IEEE/RSJ Int Conf Intell Robot Syst, 2936

10.1109/TRO.2008.915438

10.1115/1.3143860

tomei, 2000, Robust adaptive friction compensation for tracking control of robot manipulators, IEEE Trans Robot Autom, 45, 2164

ortega, 1988, Adaptive motion control of rigid robots: A tutorial, Proc Conf Decision Control, 1575, 10.1109/CDC.1988.194594

xia, 2004, Adaptive joint friction compensation using a model-based operational space velocity observer, Proc IEEE Int Conf Robot Autom, 3081

de luca, 1996, Elastic joints, Theory of Robot Control, 179, 10.1007/978-1-4471-1501-4_5

10.1108/01439910810876427

slotine, 1991, Applied nonlinear control

10.1109/9.376053

Thông tin
Thông tin xuất bản

IEEE Transactions on Control Systems Technology

Tập 26 Số 6

2259-2267

Thông tin tác giả