国家自然科学基金(11372073)
- 作品数：64 被引量：219H指数：8
- 相关作者：陈力于潇雁梁捷陈志勇秦开宇更多>>
- 相关机构：福州大学电子科技大学中国空气动力研究与发展中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金福建省自然科学基金四川省应用基础研究计划项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术理学更多>>
- 基于T-S模糊系统的漂浮基空间机器人关节协调运动的分散自适应滑模控制
- 2014年
- 针对载体位置和姿态均不受控的漂浮基空间机器人系统动力学方程难以预知的情况,提出了一种基于模糊逻辑系统的分散自适应滑模控制方案。利用第二类拉格朗日方法建立了空间机器人系统动力学方程。针对空间机器人的每一个自由度,将其动力学描述为分散交联子系统的集合。使用T-S模糊逻辑系统逼近子系统未知的动力学模型,然后设计自适应滑模控制器消除交联项和模糊逼近误差对轨迹跟踪性能的影响,并用Lyapunov理论证明控制器的稳定性。这种控制方法不需要预知系统动力学方程。数值仿真结果证实了该分散控制器的可靠性和有效性。
- 高兴山陈力
- 关键词：空间机器人分散控制自适应滑模控制模糊系统
- 漂浮基空间机械臂抗死区与摩擦的动态面控制被引量：3
- 2018年
- 针对存在关节力矩输出死区、摩擦与外部干扰的漂浮基空间机械臂系统,提出一种基于高斯模糊基的自适应动态面控制,使两关节铰能够跟踪期望运动轨迹.利用摩擦双观测器估计不可测的内部摩擦状态;设计动态面避免反演法带来的计算膨胀问题,简化计算;应用模糊逻辑函数逼近包含死区误差与外部干扰在内的动力学不确定项,并采用自适应律调整高斯基权值矩阵和LuGre摩擦参数.李雅普诺夫理论证明系统半全局最终一致有界.仿真结果为两关节铰的轨迹跟踪误差在仿真2 s之后均小于0.2°,表明控制方法有效.
- 黄小琴陈力
- 关键词：漂浮基空间机械臂动态面控制模糊控制
- 高超声速飞行器再入段控制律设计
- 高超声速飞行器一般是指当地马赫数大于5的飞行器,它对军事领域及航空航天领域有着巨大的影响,已被国内外学者广泛关注。通常将高超声速飞行器的飞行分成六个阶段:上升段、在轨段、过渡段、再入段、末端能量管理段及着陆段。其中,再入...
- 梁捷； 陈力； 梁频；
- 关键词：高超声速飞行器地球自转滑模
- 文献传递
- 考虑执行器特性参数不确定刚性机械臂模糊全阶滑模控制
- ＜正＞随着现代科学技术的飞速发展,人类对太空的开发正在不断的推进。然而要对太空进行开发就必然出现大量空间的站建立、维护及修理,卫星及航天器的修理与回收,太空垃圾的清除等工作。让空间机器人去完成上述工作是发展的必然趋势,但...
- 朱安陈力
- 文献传递
- 空间机器人执行器自适应分散容错控制算法设计被引量：4
- 2019年
- 针对执行器发生部分失效故障的漂浮基空间机器人系统,提出了一种自适应H∞分散容错控制算法。利用拉格朗日第二类方程建立了系统的动力学模型。根据分散原理将系统分解为以基座或臂杆为单元的多个子系统,并将表示执行器控制能力的有效因子融入到每个子系统,使得单个子系统的执行器故障不会影响相邻执行器的正常运行。通过对每个故障子系统设计形式一致的自适应容错算法实现对整个系统的容错控制。仿真结果表明,与现有某非奇异终端滑模容错算法相比,本文算法具有更快的跟踪速度和更高的跟踪精度。
- 雷荣华陈力
- 关键词：空间机器人执行器故障自适应容错控制
- 基于自适应时延估计的空间机械臂连续非奇异终端滑模控制被引量：12
- 2021年
- 针对载体位姿不受控的漂浮基刚性空间机器人系统,提出了一种基于自适应时延估计的连续非奇异终端滑模控制方法。首先针对传统时延估计技术在不同情况下一直使用一固定的动力学方程惯性矩阵估计值,导致系统控制效果退化的问题,利用自适应时延估计方法根据系统状态对该估计值进行调整,引入改进的连续非奇异快速终端滑模补偿自适应时延估计技术带来的误差,保证了滑模面的连续性与系统的非奇异性,同时提高了系统在接近滑模面时收敛速度,提高了系统控制精度。然后选取合适的李雅普诺夫函数进行稳定性分析,证明了控制方法的稳定性。最后用Matlab进行仿真验证,验证了该控制方案的有效性。
- 张建宇高天宇于潇雁陈力
- 关键词：漂浮基空间机器人自适应时延估计
- 配置弹簧阻尼装置空间机器人双臂捕获卫星操作缓冲柔顺控制被引量：3
- 2022年
- 为了避免空间机器人双臂捕获卫星操作过程中关节被冲击载荷破坏,在电机与机械臂之间加入了一种弹簧阻尼装置(SDD).该装置不仅能够吸收、消耗冲击能量,还能配合所设计的缓冲柔顺策略将冲击力矩限在安全范围内.首先,针对捕获前的双臂空间机器人开环系统与目标卫星系统,分别利用耗散力Lagrange方程法与Newton–Euler法建立了其动力学模型.然后,结合动量定理、速度约束、闭链几何约束及牛顿第三定律,导出了捕获后的闭链混合体系统动力学模型.针对混合体系统的缓冲柔顺控制问题,提出一种基于模糊小波神经网络的强化学习控制策略,该策略通过自适应惩罚单元处理原始强化信号获得二次强化信号,具有极强的环境适应能力.最后,利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性,数值仿真验证了弹簧阻尼装置的抗冲击性能及所提策略的有效性.
- 朱安陈力
- 关键词：双臂空间机器人模糊小波神经网络
- 弹性关节空间机械臂级联智能滑模控制被引量：6
- 2019年
- 谐波减速器和力矩传感器等柔性元件因其独特性能而广泛应用在空间机器人关节系统中,以获取高减速比.但同时这些柔性元件的存在为空间机械臂系统引入了关节柔性,使得对其稳定控制变得更为复杂.基于此,文中讨论了基于自适应回归小波神经网络(Self-RecurrentWaveletNeuralNetworks,SRWNN)的弹性关节空间机械臂系统动力学建模及级联智能滑模控制.首先,利用级联系统理论及第二类拉格朗日方法推导出了由外环刚性臂子系统和内环关节电机转子子系统组成的系统级联动力学模型;其次,为两个子系统分别设计了内、外环自适应滑模回归小波神经网络控制.外环控制算法以期望轨迹为控制量,而其控制信号作为抑制弹性关节振动的内环控制算法的控制量,整个控制系统由内、外环控制系统叠加而成;而后,基于Lyapunov稳定性理论证明了整个控制系统的稳定性并设计了自适应回归小波神经网络的各权值参数在线学习算法.所提的控制算法有效地消除了模型不确定的影响,避免了复杂的求导计算和角加速度可测的要求,同时,控制系统设计过程中未涉及惯常奇异摄动双时标分解操作,在理论上适合任意大小的关节柔性刚度.最后,系统对比仿真试验证明了所提的级联智能控制算法优于惯常基于奇异摄动法和基于柔性铰补偿奇异摄动法的控制方案.
- 梁捷梁捷陈力
- 柔性空间机械臂的自适应H∞容错抑振混合控制被引量：8
- 2020年
- 针对关节执行器存在部分失效(PLCE)故障的漂浮基柔性空间机械臂系统,提出一种自适应H∞容错抑振混合控制算法。结合拉格朗日法与弹性振动理论推导出了系统的动力学微分方程,并截取反映柔性臂杆主振型的前两阶模态作振动分析。根据奇异摄动原理对系统进行降维,并将其分解为一个刻画刚性臂杆轨迹跟踪的慢变子系统与一个刻画柔性臂杆模态振动的快变子系统;由此设计了由慢变子系统的自适应H∞容错控制器及快变子系统的线性最优减振控制器组成混合控制器。与传统容错控制器相比,所设计的自适应H∞容错控制器具有无需获取故障先验知识的优点。对比仿真结果表明:慢变子系统的容错控制器对于PLCE型关节执行器故障具备较强的鲁棒性,快变子系统的线性最优减振控制器能够将柔性臂杆的振动模态调节至较低水平,从而校验了理论分析的正确性与混合控制策略的有效性。
- 雷荣华陈力
- 关键词：空间机械臂容错控制
- 基座与臂杆全弹性空间机器人的有限时间控制被引量：2
- 2019年
- 探讨了基座、臂杆全弹性影响下,基于有限时间的漂浮基空间机器人系统轨迹跟踪以及柔性抑振问题.由于弹性基座与两柔性杆之间存在多重动力学耦合关系,此系统为高度非线性系统.将弹性基座与臂杆间的连接视为线性弹簧,利用拉格朗日第二类方程并结合假设模态法,推导出该系统的动力学模型;应用奇异摄动理论的两种时间尺度假设,将系统分解为表示刚性运动的慢变子系统和表示基座弹性、双柔杆振动的快变子系统.针对慢变子系统,设计了一种基于名义模型的有限时间控制器,保证完成刚性期望轨迹跟踪.设计的积分式滑模面具有有限时间收敛特性,比传统渐近收敛控制方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性;对于快变子系统,采用线性二次型最优控制同时抑制弹性基座与两柔性杆的振动.Lyapunov理论证明了所提控制算法能使跟踪误差在有限时间内收敛到原点.仿真验证了控制方法的有效性.
- 黄小琴陈力
