模糊PI控制器与干扰观测器相结合的空间柔性机械臂的转动控制策略

作     者：上官朝伟 李小彭 李泉 尹猛 SHANGGUAN Chaowei;LI Xiaopeng;LI Quan;YIN Meng

作者机构：东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 宁夏理工学院机械工程学院宁夏石嘴山753000 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 

基　　金：辽宁省应用基础研究计划项目(2023JH2/101300159) 宁夏回族自治区自然科学基金资助项目(2023AACO3371) 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2023年第54卷第12期

页      码：4687-4698页

摘      要：为了减少外部干扰对空间柔性机械臂的系统误差,提高系统的控制精度,提出了一种模糊PI控制器与干扰观测器相结合的转动控制策略。首先,采用假设模态法和拉格朗日方法,建立了含有干扰力矩的空间柔性机械臂的初始动力学模型;其次,提出了分别忽略二维变形和忽略非线性项的2种简化动力学模型,并通过仿真分析对比2种简化模型的建模精度;第三,基于极点配置方法和模糊规则设计了模糊PI控制器,并基于系统的名义模型设计了干扰观测器;最后,通过仿真分析和地面物理样机实验验证了该方法的有效性。研究结果表明:忽略非线性项的简化模型与初始模型具有相似的建模精度,极大地降低了计算难度,能够代替初始模型进行控制系统的设计;模糊PI控制器与干扰观测器相结合的转动控制策略能够实时调整控制器参数,观测并补偿干扰力矩引起的系统误差,有效提高系统的控制精度。

主 题 词：空间柔性机械臂 转动控制策略 简化动力学模型 模糊PI控制器 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 071102[071102] 081103[081103] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2023.12.008

馆 藏 号：203125326...