外文翻譯多自由度機械手各定位域同步控制

調(diào)主從運動。穩(wěn)定性分析是基于Lyapunov方法進行了試驗，并進行了控制系統(tǒng)的：定位域控制，同步，輪廓，機器。來，各種控制方法已達到較高的性能的目的了，最流行的控制方案，比例積。一個機器人的輪廓可以定義為對末端執(zhí)行器的運動控制在一個精確的和有效的方式一個預定義路徑不幸是對于多節(jié)串聯(lián)器好輪廓的末不能被軌跡保證接頭能好此外獨的關(guān)節(jié)動是伴著步運動從而致劣化輪廓的準確性。因，對一機器人各個關(guān)的運動步最終的輪性提高的要因素在最近的幾十年中，運動同步的各種控制方案已經(jīng)出臺。190，韓國開發(fā)的交叉耦合控制的概念（CCC）。該控制方案同步的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的輪廓誤差和它被證明能有效地降低差的具輪廓兩運動軸后來，個模型的可增益CC是科和CCCC環(huán)路增益擇的復性可能導致一高度確控制信號此減少廓效果同時相關(guān)的CC和目標。PD型控制器。PID控制被證明是更好的比CCC輪廓控制。本研究的主要目的是結(jié)合位置同步控制器的位置域控制器的主從同步開發(fā)一個新的PD型伸和進一步發(fā)展之前的工作為進一步提高輪廓性能的目的。相對導數(shù)和動態(tài)掌握運動之間的關(guān)系（QM）和第i個運動（QSI）已被開發(fā)。因此，一個相對導數(shù)概從式（1），它可以很容易理解，QSI是角速度比之間的主從運動，它描述了一個同步運動關(guān)系這兩個運動之間的。這種相對的衍生物稱為相對于主節(jié)點M聯(lián)合四相對位置速NT1的自由度，然后動態(tài)模型可以表示子矩陣形成主改寫（單自由度）在式（6）mS指的是其他，或從運動。QM2R1是參考位置，用于定義的輪廓的參考，和QS2RnQSQM函備注1。方程（7）表示主運動之間的動態(tài)關(guān)系，通過下標m表示，和的運動，用下標2。從式（7），可以推斷出，為了實現(xiàn)準確的輪廓性能，掌握運動的高精度測量的要求。然而，一個主運動精度高，不適合的位置域的控制要求。控。為了利用同步控制性能和改進的輪廓的位置域的控制性能，新的控進差相鄰關(guān)節(jié)之間的差異，可以通過位移傳感器很容易獲得，如編。同步誤差向量其 其中被稱為同步耦合增益矩陣是一個常數(shù)對角矩陣，矩陣B是用來處理不同節(jié)點的同步實現(xiàn)更好的性能為B設(shè)置為一零的矩陣，然后發(fā)展成為一位域控制沒有一種同步效 為在本研究中，恒定增益矩陣的對角線。是運動該控制轉(zhuǎn)矩矢量。增加（正速度）或單調(diào)減少（負速度）PDSC可以在幾個輪廓段，每段只有一PD控制器。備注6。從式（12），可以看出所PDSC是誤差及其導數(shù)的關(guān)系。因此，它是。P1：慣性矩陣是對稱正定的可以很容易。P2：矩陣是斜對稱的，因此也是斜稱的P4:和都是有界的。從P4可以推(a)(b)(c)。 和代表最小和最大特征值的矩陣M。如果一個方形矩陣M是正定的，則表示為M0。如果一個方形矩陣。M-N是正定的，則表示為M-N0正定矩陣，以下性能18文中要用到的P5M0,1/M0P6MN01/M1/NP7:如果M00且是一個實數(shù)，則MP8：如果M0N0，則MN0MNM0，且NMN 是一個單調(diào)遞增或遞減函數(shù)連續(xù)的二階導A3：所需的輪廓軌跡二階連穩(wěn)定性定理。一個剛性機械手式的位置域描述（7），PDSC法（12）是用來控同步矩陣性質(zhì)SSchur補18矩陣的公式（17）命題的證明可以在參考文獻18發(fā)現(xiàn)。PDSC法的穩(wěn)定性，我們我們知道，MSS是對稱正定的，即，且 稱矩從式（20），可以得出這樣的結(jié)此外，基于方程（23），根據(jù)P8，我然后，根據(jù)P1重組等式從上面的討論，我們知道L是對稱正定矩陣， 程的Lyapunov函數(shù)（28）是一個正定函數(shù)E0的獨立變量和函數(shù)。因此，V的衍生物在穩(wěn)定性分析變質(zhì)量體系相關(guān)。從式（28）V的導數(shù)給出了自正定從式（15），我們現(xiàn)在，我們定義以下兩參數(shù)根據(jù)式（15），q0qe00。應用公式（34），式（33）應用式（37）式（35），我們最終 制增益的增加會降低誤差。這樣的結(jié)論是非常相似的在時域中[14]同步控制。平面。該機器人由三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)[19,20]11。PDPSC作為參考文獻14，pdc-pd控制器參考文獻[15]。t是時間，T是在端部執(zhí)行器的輪廓為每段所需的總時間。線性和非線性的軌跡進行參數(shù)定義為RTTe作為參考文獻[21]的描述，詳細的軌跡規(guī)劃方法，將討論在秒。5.1.3和表一.2摩擦到模擬模型。摩擦是基于以下方程建模22fc為庫侖摩擦力，F(xiàn)TStribeck摩擦的大小，B是粘性摩擦系數(shù)，fs為靜摩擦系數(shù)，D是憑經(jīng)驗確定的參數(shù)[22]。公式中的摩擦模型（42）有效地預測的靜態(tài)，粘性，和脫離的機器人22]2顯示了用于模擬摩擦參數(shù)。由于關(guān)節(jié)致動器被假定為相同類型，相同的參數(shù)用應該的是，KS僅用于PSC可以在參考文獻[14]看到。此外，由于PDSC的性質(zhì)，定位域控制器增益，KPS；KDSB，利用上述的第二和第三項相應的收益。在這種方式中，所需的運動中找到與等效主運動軌跡通過等距抽樣。對于時間域控制器，1000赫茲的采樣頻率被用于所有的仿真。由于機器人的復雜運動，上取得了良好的性能和優(yōu)良的軸向為Z形運動。定位域控制器能夠產(chǎn)生更小的誤差比用PDSC控制器約30%比pdc-pd控制器更準確的時間域控制器。所有的誤差也在23的同步，PDSCPSC12.5%（2）50%（節(jié)3）下同步誤差同樣低的標準偏差。以輪廓精度，定位域控制器能夠執(zhí)行比時域控制器要好的多，因為先前的研究也表明[15,16]。pdc-pd控制器有27%52%的比tdc-pdPSC控制器降低輪廓誤差，分別，但4顯示。鉆石輪廓。類似于鋸齒的運動，鉆石輪廓的模擬產(chǎn)生的所有四個控制器良好的軌跡結(jié)果。不過，PDSC控制器取得了比其他的控制器更好的結(jié)果，因為它在圖5中可以看到更具體地，PDSC控制器產(chǎn)生約70%比PSC控制器誤差較小約為32%比pdc-pd對于同步誤差，PDSCPSC27:6725.6%較低的平均誤差比標準偏差pdc-pd33.4%5所示。圖2為鋸齒形的輪廓誤圖3為鋸齒形運動同步誤4平均值和標準偏差的輪廓鋸齒運動圖4鋸齒形運動輪廓的性圖5鉆石的輪廓誤T84的轉(zhuǎn)子輪廓6同步誤差鉆圖7.鉆石輪廓的輪廓誤5均值和標準差的鉆石輪在第三節(jié)，PSC有最低的誤差與PDSC第二。類似的評論可以為誤差的標準偏差tdc-pd控制器相比，錯誤的是第二個最好的。相反，PDSCPSC4%和47%9所示。32%PSCpdc-pd68.5%的差異。tdc-td控制器，是第二個最好的那一類。圓外旋輪線。有趣的是，時域控制器，tdc-pd和PSC，具有更好的性能比定位域控制器如圖11所示特別是控制器的tdc-pd精選18%較低的誤差比第二關(guān)節(jié)PDSC，PSC14%PDSCtdc-pd接頭的標準偏差為53%下為PSC低63%圖8誤差的圓周運9同步誤差的圓形輪56%PSC錯誤。盡管PDSC控制器受到對誤差在關(guān)節(jié)水平的其他控制器，圖13表明，它仍然優(yōu)于其他控制器的輪廓誤差的減少。表8列出了平均值和輪廓誤差控制的四控制器的標準偏差。特別是，PDSC輪廓誤差為52.4%，低于第二最佳控制器的誤差，PSC。它具有較低的輪70.6%PD控制器。標準偏差如下相同的趨8。圖11誤差的圓外旋輪圖13轉(zhuǎn)子運動輪廓的性表8的平均值和轉(zhuǎn)子輪廓的輪廓誤差的標準偏6性分析和系統(tǒng)被證明是全局穩(wěn)定的基于Lyapunov定理。最后，模擬驗證了該控制器的有效實踐證明，該位置域同步控能更好的輪廓算法相比，其對應的時域PSC以及經(jīng)典pdc-pdtdc-pd。新的控制律的性能還需要進一步的研究和外部干擾或噪聲應考慮。在今1科倫，Y.，1980，“制造系統(tǒng)的交叉耦合雙向計算機控制，“ASMEJ.DYN。測量，控制系統(tǒng)。，。，102（4），265–272。2科倫，Y.，瞧，C.C.，1991，“變增益交叉耦合控制器的輪廓，“CIRP安。，40（1），371–374。會議控制應用，皮斯卡塔韋，新澤西–，月25日27，pp.168–173。4方，R.W.，Chen，J.S.，2002，“直接驅(qū)動機器人交叉耦合控制，“JSMEIntJ.SER。C，45（3）749–757。5朱，D.F.，周，J.Y.，躺，K，和周，D，2012，“一類欠驅(qū)動機械系統(tǒng)的同步控制通過能量塑造，《ASMEJ.DYN。測量，控制系統(tǒng)。，。，134（4），041007頁。[6]馮，L.，科倫，Y，和伯倫斯坦，J.，1993，“]6（5），660–672。[9]區(qū)，Z，1994，“機器人軌跡的PD控制下的全局穩(wěn)定性，”達因?？刂疲?（1），59–71。理論與實驗，”IEEE跨?？刂葡到y(tǒng)。技術(shù)。，15（2），306–314。[13]山，J.，劉，H.T.，和，2005，notwotny，“同步軌跡控制的多自由度實驗直升機，“IEEPROC。：控制理論與應用，152。（6）683–692。體化，22（7）9934–944。[17]壩，T.，歐陽，中國，2012，“交叉耦合控制位域的輪廓，”IEEE工業(yè)電子國際研討會，杭州，中國，五月二十八日，311303––，1308。GmbH&Co.KGaA，海姆，德國?！?9】林奇，K.M.，shiroma，N，K，2000，和