柔性基、柔性铰空间机器人基于状态观测的改进模糊免疫混合控制及抑振研究

摘要：

研究了在有界外部扰动、基座姿态控制输入比例不确定影响下,柔性基、柔性铰空间机器人系统的刚性轨迹跟踪控制及柔性振动抑制问题.结合系统动量守恒原理、拉格朗日法并应用柔性补偿与奇异摄动技术,建立了柔性基、柔性铰空间机器人的奇异摄动动力学方程.为消除系统外部扰动、不确定控制输入比例对空间机器人轨迹跟踪精度的影响,在传统免疫控制算法基础上引入线性速度观测器及模糊控制器,提出一种基座姿态与机械臂各关节协调运动且不依赖于被控慢变子系统模型的改进模糊免疫混合控制律.为主动抑制基座、关节所产生的双重柔性振动,针对快变子系统提出一种基于线性状态观测器的最优控制律.综合上述两个控制律,得到了一种改进模糊免疫混合控制及抑振方案.所提控制方案无需在实时控制过程中对空间机器人的相关速度信号进行测量与反馈,并对系统不确定性保持有很强的鲁棒性.仿真实验结果证实了方案在系统刚、柔性运动控制上的有效性.

关键词：空间机器人、状态观测、模糊免疫混合控制、振动抑制、最优控制

所属期刊栏目：37

分类号：TP241(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金11502052;中国国家留学基金201706655033

在线出版日期：2018-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：174-182