機械臂系統(tǒng)的控制同步理論與應用

第1章 緒論
1.1 目的與意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 機械系統(tǒng)的同步控制策略
1.2.2 主從式機械系統(tǒng)的控制同步
1.2.3 機械臂系統(tǒng)的控制同步
1.2.4 剛柔耦合機械臂系統(tǒng)的控制同步
1.3 本書主要內容
參考文獻
第2章 機械系統(tǒng)控制同步的基本原理
2.1 引言
2.2 同步控制的目標與穩(wěn)定性判定
2.2.1 同步控制的目標及同步誤差定義
2.2.2 控制同步的李雅普諾夫穩(wěn)定性
2.3 同步控制器的設計
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
第3章 基于節(jié)律神經(jīng)元控制器的兩自由度機械臂的控制同步
3.1 引言
3.2 兩自由度機械臂動力學建模
3.2.1 兩自由度機械臂的運動學分析
3.2.2 兩自由度機械臂的動力學分析
3.2.3 機械臂動力學模型的物理特征
3.2.4 面向機械臂系統(tǒng)同步控制的李雅普諾夫函數(shù)
3.3 神經(jīng)元同步控制器的設計
3.3.1 神經(jīng)元同步控制器的構成及特點
3.3.2 采用神經(jīng)元同步控制器的兩自由度機械臂模型
3.4 兩自由度機械臂同步運動的實現(xiàn)
3.4.1 兩自由度機械臂的典型運動特征
3.4.2 神經(jīng)元同步控制器時間常數(shù)對機械臂運動的影響
3.4.3 系統(tǒng)阻尼對機械臂運動的影響
3.5 小幅擺運動和大回環(huán)運動之間轉換過程
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
第4章 基于OPCL控制器的兩自由度機械臂的控制同步
4.1 引言
4.2 通用OPCL控制器模型
4.3 改進的OPCL控制器設計
4.4 基于改進的OPCL控制器同步運動仿真
4.4.1 基于改進的OPCL控制器小幅擺運動
4.4.2 基于改進的OPCL控制器大回環(huán)運動
4.5 利用OPCL控制實現(xiàn)兩自由度機械臂從單周期運動到混沌運動
4.5.1 通向混沌的道路
4.5.2 兩自由度機械臂混沌運動的實現(xiàn)
4.5.3 非線性參數(shù)估計
參考文獻
第5章 摩擦力對OPCL控制系統(tǒng)的影響
5.1 引言
5.2 摩擦力模型
5.2.1 庫侖摩擦
5.2.2 庫侖摩擦+黏性摩擦模型
5.2.3 靜摩擦+庫侖摩擦+黏性摩擦模型
5.2.4 Stribeck摩擦模型
5.3 帶有摩擦項的OPCL控制系統(tǒng)
5.4 黏性摩擦力對OPCL控制系統(tǒng)的影響
5.4.1 分岔特征
5.4.2 單周期運動
5.4.3 多周期運動
5.4.4 擬周期運動
5.4.5 混沌運動
5.5 靜摩擦力項和庫侖摩擦力項對OPCL的影響
5.5.1 擬周期運動
5.5.2 混沌運動
參考文獻
第6章 基于自適應控制器的兩自由度機械臂控制同步
6.1 引言
6.2 改進的MRAC-PD控制器模型及設計
6.2.1 通用MRAC-PD控制器模型
6.2.2 改進的MRAC-PD控制器設計
6.3 基于改進的MRAC-PD控制器同步運動仿真
6.3.1 基于改進的MRAC-PD控制器小幅擺運動
6.3.2 基于改進的MRAC-PD控制器大回環(huán)運動
6.4 小幅擺運動和大回環(huán)運動之間轉換過程
6.4.1 不同控制器參數(shù)對同步運動形式的影響
6.4.2 不同的期望軌跡對同步運動形式的影響
6.5 兩種控制方法的比較
參考文獻
第7章 基于自適應控制器的三自由度機械臂控制同步
7.1 引言
7.2 三自由度機械臂動力學建模
7.2.1 機械臂運動學分析
7.2.2 基于拉格朗日-歐拉法的機械臂動力學分析
7.3 基于PD狀態(tài)反饋的同步控制器設計
7.4 基于PD增益自適應調節(jié)的模型參考自適應控制
7.4.1 參考模型
7.4.2 PD增益自適應控制器設計
7.4.3 穩(wěn)定性分析
7.4.4 仿真分析
7.5 機械臂的魯棒自適應控制
7.5.1 自適應控制器設計
7.5.2 仿真分析
參考文獻
第8章 三自由度機械臂魯棒同步軌跡跟蹤控制
8.1 引言
8.2 機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計引理
8.4 魯棒同步軌跡跟蹤控制器設計
8.5 仿真分析
參考文獻
第9章 考慮未知結構參數(shù)的三自由度機械臂的同步軌跡跟蹤控制
9.1 引言
9.2 三自由度冗余機械臂的動力學系統(tǒng)模型
9.2.1 機械臂運動學分析
9.2.2 機械臂動力學分析
9.3 主從機械臂末端軌跡同步控制器設計
9.3.1 主從式機械臂的末端軌跡同步運動控制方法
9.3.2 仿真分析
9.4 從機械臂參數(shù)未知的自適應PD同步控制
9.4.1 模型參考自適應控制
9.4.2 自適應同步控制器的設計
9.4.3 仿真分析
9.5 主從機械臂同步系統(tǒng)的控制實現(xiàn)
9.5.1 軌跡規(guī)劃的實現(xiàn)
9.5.2 仿真分析
參考文獻
第10章 剛柔耦合機械臂的控制同步
10.1 引言
10.2 柔性機械臂的建模與動力學特性
10.2.1 柔性多體系統(tǒng)的建模
10.2.2 混合坐標法
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 大范圍運動已知的動力學仿真
10.2.7 大范圍運動未知的動力學仿真
10.3 剛柔耦合機械臂的控制同步
10.3.1 基于反饋策略的同步控制器設計
10.3.2 仿真分析
10.3.3 控制參數(shù)的影響
參考文獻
附錄A 平面三自由度機械臂動力學模型
附錄B 系統(tǒng)機械臂動力學系統(tǒng)模型的線性化處理