| 【中文题名】 | 柔性机械臂的模糊控制研究 |
| 【英文题名】 | Study on Fuzzy Control of Flexible Manipulator |
| 【学科专业】 | 电力电子与电力传动 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-8-10 |
| 【中关键词】 | 模糊建模,解释性,模糊聚类,熵,双连杆,柔性机械臂 |
| 【英关键词】 | Fuzzy modeling,Interpretability,Fuzzy clustering,Entropy,Two-link,Flexible manipulator,Singular perturbation,Sliding mode control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机械手> |
| 【论文摘要】 | 模糊系统的可解释性明显优于其他人工智能方法,却长期没有引起人们足够的重视。本文针对模糊建模过程中,系统的可解释性得不到保证的问题,提出一种基于模糊聚类的可解释性建模方法。该方法首先利用提出的一种含有熵的聚类有效性函数来评价模糊聚类方法的有效性和可解释性,从而确定模糊规则数和模型前提参数,然后利用最小二乘法来辨识模型的结论参数,最后采用梯度下降法近一步来调整模型的参数。并将该方法应用于Box-Jenkins数据仿真实例,仿真结果表明该方法不但能保证系统的精确性,还具有很高的可解释性。
为使双连杆柔性机械臂的控制系统在负载和杆长变化时仍能快速、准确地跟踪期望轨迹,基于奇异摄动模型将双连杆柔性臂系统分解为慢变、快变2个子系统,提出了一种慢变子系统采用自适应模糊滑模控制、快变子系统采用模糊控制的混合控制方法。其中自适应算法在线估计未知参数,模糊控制用来抑制由滑模控制引起的振动。仿真结果表明,该方法不仅能实现柔性臂轨迹的快速、准确跟踪,而且能有效地抑制弹性振动,并且对系统参数的变化具有较强的鲁棒性。该方法的特点是对系统中各个等效的摄动参数分别进行自适应估计和补偿,因而控制算法简单,易于工程实现。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
7-8 |
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Abstract |
8-9 |
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第1章 绪论 |
9-17 |
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1．1 引言 |
9-10 |
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1．2 模糊控制的发展历史、特点和存在的问题 |
10-12 |
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1．2．1 模糊控制的发展历史 |
10-11 |
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1．2．2 模糊控制的特点 |
11 |
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1．2．3 模糊控制存在的问题 |
11-12 |
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1．3 聚类算法概述 |
12-13 |
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1．4 柔性机械臂控制策略研究 |
13-16 |
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1．5 本文的主要研究内容及内容安排 |
16-17 |
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第二章 基于模糊聚类的可解释性建模方法 |
17-37 |
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2．1 引言 |
17-18 |
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2．2 理论基础 |
18-29 |
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2．2．1 T-S模糊模型及其辨识 |
18-24 |
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2．2．1．1 T-S模糊模型 |
18-20 |
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2．2．1．2 模糊模型的辨识方法 |
20-24 |
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2．2．2 模糊系统的可解释性 |
24-26 |
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2．2．1．1 模糊划分的最简约性 |
24-25 |
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2．2．1．2 模糊划分的完备性和清晰性 |
25 |
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2．2．1．3 模糊规则的完备性，一致性和紧凑性 |
25-26 |
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2．2．3 模糊聚类算法 |
26-29 |
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2．3 基于模糊聚类的可解释性建模方法 |
29-33 |
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2．3．1 基于有效性函数的模糊聚类算法 |
30-32 |
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2．3．2 应用最小二乘法辨识模糊模型结论参数 |
32 |
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2．3．3 参数优化 |
32-33 |
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2．4 仿真分析 |
33-36 |
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2．5 本章小结 |
36-37 |
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第三章 双连杆柔性机械臂的自适应模糊滑模控制 |
37-57 |
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3．1 引言 |
37 |
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3．2 双连杆柔性机械臂的动力学模型 |
37-43 |
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3．2．1 双连杆柔性机械臂对象 |
38-40 |
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3．2．2 双连杆柔性机械臂动力学建模 |
40-43 |
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3．3 双连杆柔性机械臂控制系统的快、慢子系统分解 |
43-46 |
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3．3．1 奇异摄动法基础 |
43-44 |
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3．3．2 慢变子系统的分解 |
44-46 |
|
3．3．3 快变子系统的分解 |
46 |
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3．4 系统控制器的设计 |
46-53 |
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3．4．1 慢控制器设计 |
47-51 |
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3．4．1．1 模糊滑模控制器设计 |
47-49 |
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3．4．1．2 自适应控制算法 |
49-51 |
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3．4．2 快控制器设计 |
51-53 |
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3．5 仿真 |
53-56 |
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3．6 本章小结 |
56-57 |
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结论与展望 |
57-59 |
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参考文献 |
59-63 |
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致谢 |
63-64 |
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附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.379459 |
