工礦自動(dòng)化論文_機(jī)械手臂的多模型預(yù)測(cè)控制(存儲(chǔ)版)
【正文】 218 10 N m V??? ? ? 。 ()l t? 是 連桿 的旋轉(zhuǎn)角度 ， ()l t? 是 連桿的角速度 。 為了能對(duì) 它 進(jìn)行良好的控制， 包括 PID 控制 、 模糊控制 、 魯棒控制、 自適應(yīng)控制 在內(nèi)的多種控制技術(shù)都在機(jī)械手臂上做過嘗試 。 the operation space of the system was divided into several subspaces。 關(guān)鍵字： 多模型， 預(yù)測(cè)控制； 梯形 隸屬度函數(shù)；機(jī)械手臂 中圖分類號(hào)： TP 24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ： A Multimodel Predictive Control of Robot Manipulator Abstract: A multimodel predictive control method is proposed for nonlinear robot manipulator based on membership function. An appropriate scheduling variable was selected according to the characteristics of robot manipulator。 然而 它 是一個(gè)高度非線性 的復(fù)雜系統(tǒng)， 存在著參數(shù)攝動(dòng)、外界干擾 以 及未建模動(dòng)態(tài)等不確定性 [2]，實(shí)現(xiàn)對(duì)其精確控制 并 不容易 。 ()mt? 是 電 動(dòng) 機(jī)的角速度 。 B 為粘性摩擦系數(shù)，數(shù)值為 10 N m V??? ? ? 。 它們 能夠復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為， 可以構(gòu)成 機(jī)械手臂的多模型表示 。根據(jù)式 （ 3） 可以預(yù)測(cè)對(duì)象在未來時(shí)刻的輸出，則第 i個(gè)子模型未來第 k+P時(shí)刻的預(yù)測(cè)輸出值為 110( ) ( ) ( 1 )P P lPiim i i im i i ily k P E G x k E G H u k???? ? ? ? ??? ? ? ?? (4) 將第 i個(gè)子模型 的未來 P個(gè) 預(yù)測(cè)輸出值寫成矩陣為 212()( 1 )( 2) ()( 1 )()()()( ) ( 1 )( ) ( 1 )i i imimimi i imimPimii imi i ii i i i i i iPPi i i i i i i i i iE G x kykyk E G x kYky k PE G x kE H u kE G H u k E H u kE G H u k E G H u k E H u????????? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ????????????? ????? ? ? ???????????????? ?????????????? ? ? ??? ? ( 1 )ikP?????????? (5) 控制輸入只在 k到 k+M1時(shí)刻變化， 之后 就保持 不變，所以 ( ) ( 1 ) ( 1 )i i iu k M u k M u k P? ? ? ? ? ? ? ?。0],) 狀態(tài)空間模型 10 1 0 0 00 0 0 1 0 3 0G?????????? 11,H H E E?? 20 1 0 0 00 0 0 1 0 7 0G?????????? 22,H H E E?? 子空間范圍 { | 0 }yy?? { | 2}yy?? 表 1 機(jī)械手臂劃分的結(jié)果 4 令 等式右邊前兩項(xiàng) 為 0( 1)iYk? ，它代表 第 i個(gè)子模型 在 k時(shí)刻的 初始 預(yù)測(cè)輸出向量 。 機(jī)械手臂的MMPC 結(jié)構(gòu)圖見圖 2[9]。 Step4： 選擇梯形 隸屬 度 函數(shù) 作 為權(quán)重函數(shù) ， 對(duì)局部預(yù)測(cè)控制器進(jìn)行加權(quán)求和，得到系統(tǒng)的全局多模型預(yù)測(cè)控制器。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 900 . 0 50 . 10 . 1 50 . 20 . 2 50 . 30 . 3 50 . 40 . 4 50 . 50 . 5 5時(shí)間 ( s )電機(jī)角度 (rad) 實(shí)際輸出期望信號(hào) (a) 控制器 1 在工作子區(qū)間 1 的控制效果 0 10 20 30 40 50 60 70 80 901 . 91 . 9 21 . 9 41 . 9 61 . 9 822 . 0 2時(shí)間 ( s )電機(jī)角度 (rad) 實(shí)際輸出期望信號(hào) (b) 控制器 2 在 工作子區(qū)間 2 的控制效果 圖 3 局部預(yù)測(cè)控制器在 子空間的控制效果 由圖可知，局部預(yù)測(cè)控制器在相應(yīng)的子區(qū)間內(nèi)控 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6
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