电驱动机械臂的自抗扰鲁棒哈密顿跟踪控制

作     者：曾庆山 周亚帅 陶长春 刘艳红 ZENG Qingshan;ZHOU Yashuai;TAO Changchun;LIU Yanhong

作者机构：郑州大学电气工程学院河南郑州450001 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62003309,62103376) 科技部重点研发计划项目(2020YFB131370) 

出 版 物：《郑州大学学报（工学版）》 (Journal of Zhengzhou University（Engineering Science）)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      码：1-7,15页

摘      要：针对永磁同步电机驱动机械臂系统的位置跟踪问题提出了自抗扰控制与哈密顿控制相结合的鲁棒控制策略。首先,建立了考虑不确定性的电气子系统和机械子系统模型,依据独立关节控制思想将模型转化为单电机驱动单关节的端口哈密顿结构;其次,设计级联扩张状态观测器估计机械子系统的总扰动,设计控制律实现期望位置鲁棒跟踪的同时简单有效地获取到期望的q轴电流I^(*)_(qi);最后,基于系统哈密顿结构设计互联和阻尼配置哈密顿控制器与H_(∞)控制器相结合的鲁棒哈密顿控制器,实现对电流的高精度鲁棒跟踪,并通过适当改进H_(∞)的引入时机改善了初始控制输入过大的问题。与电驱动机械臂系统无模型自抗扰控制的仿真对比结果验证了所提控制方案的有效性,级联ESO与传统ESO相比,关节位置跟踪精度提升了0.003 rad,改进的鲁棒哈密顿控制器与哈密顿控制器相比关节位置跟踪精度提升了0.005 rad,电流跟踪精度显著提升,改进H_(∞)的引入时机使初始控制输入显著降低。

主 题 词：电驱动机械臂 跟踪控制 端口哈密顿系统 自抗扰控制 鲁棒控制 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 13[艺术学] 08[工学] 081104[081104] 0804[工学-材料学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.13705/j.issn.1671-6833.2022.04.017

馆 藏 号：203112716...