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摘要：本文研究了氣壓管在傳遞氣動(dòng)信號(hào)時(shí)存在時(shí)間滯后問題，即由于氣動(dòng)信號(hào)的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電信號(hào)的傳輸速度，故從電空轉(zhuǎn)換器發(fā)出的氣動(dòng)信號(hào)通過很長(zhǎng)一段氣壓管傳遞到氣動(dòng)馬達(dá)的這段路程中會(huì)有一段的延遲時(shí)間，由于這個(gè)時(shí)間滯后的現(xiàn)象存在，從而導(dǎo)致機(jī)器人氣動(dòng)手臂在對(duì)氣動(dòng)信號(hào)響應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生混亂無序的振動(dòng)現(xiàn)象，所以在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行穩(wěn)定性控制時(shí)就存在著很大的困難。 為了解決這個(gè)問題，便設(shè)計(jì)出了針對(duì)氣動(dòng)手臂的PD-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新型補(bǔ)償器，從而對(duì)其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性控制，由于沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，故只是在MATLAB軟件環(huán)境中對(duì)新型補(bǔ)償器的控制結(jié)果進(jìn)行了仿真研究，證實(shí)了通過這個(gè)補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性控制的可能。
關(guān)鍵詞：穩(wěn)定性控制; 機(jī)器人氣動(dòng)手臂; 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò); PD控制器; Simulink仿真;時(shí)間滯后
目錄 摘要 ABSTRACT 引言-1 1 緒論-2 1.1 機(jī)器人及其控制算法的研究現(xiàn)狀-2 1.2 本文研究的主要內(nèi)容-3 2 二自由度氣動(dòng)機(jī)器人手臂控制系統(tǒng)的概述-4 2.1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-4 2.2 機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的解-4 2.2.1 二自由度機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)正解-5 2.2.2 二自由度機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解-5 2.2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的多解性-7 2.3 機(jī)器人氣動(dòng)手臂動(dòng)力學(xué)方程及傳遞函數(shù)-8 2.4 MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用-10 2.4.1 Simulink及其S函數(shù)簡(jiǎn)介-10 2.4.2 S函數(shù)的編寫方法-11 3 PD-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計(jì)-13 3.1 PID控制器的分析-13 3.1.1 PID控制器原理綜述-13 3.1.2 比例微分控制器（PD）的性能分析-13 3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析-15 3.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析以及模型的建立-15 3.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則-16 3.2.3 基于Simulink的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器的建模仿真-17 4 PTP穩(wěn)定性仿真控制-18 4.1 控制算法的建模-18 4.1.1 僅帶有PD控制器控制系統(tǒng)的建模-18 4.1.2 帶有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器的控制系統(tǒng)建模-20 4.2 仿真實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果的研究-22 4.2.1 無時(shí)間滯后的情況仿真結(jié)果研究-22 4.2.2 有時(shí)間滯后的情況仿真結(jié)果研究-24 5 總結(jié)與展望-29 5.1 工作總結(jié)-29 5.2 展望-29 致謝-30 參考文獻(xiàn)-31 |
