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公开(公告)号：CN110076783B
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN201910517174.8
申请日：2019-06-14
Applicant: 北京邮电大学
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于模糊控制和李雅普诺夫函数的平面欠驱动机械臂位置控制方法。包括：建立平面三自由度被动‑主动‑主动型(PAA型)欠驱动机械臂动力学模型，并分析其各关节角度、角速度之间的积分约束关系；分析其可达空间，利用粒子群算法计算各驱动关节的目标角度；设计基于模糊控制和李雅普诺夫函数的分段位置控制律，第一阶段设计模糊控制器使第二关节到达目标角度，设计李雅普诺夫函数使第三关节保持初始状态；第二阶段设计模糊控制器使第三关节到达目标角度，设计李雅普诺夫函数使第二关节保持角度不变，实现位置控制。根据本发明实例所提出的技术方案能够保证位置控制的稳定性，且超调量和稳态时间明显下降。
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公开(公告)号：CN110076783A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910517174.8
申请日：2019-06-14
Applicant: 北京邮电大学
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于模糊控制和李雅普诺夫函数的平面欠驱动机械臂位置控制方法。包括：建立平面三自由度被动-主动-主动型(PAA型)欠驱动机械臂动力学模型，并分析其各关节角度、角速度之间的积分约束关系；分析其可达空间，利用粒子群算法计算各驱动关节的目标角度；设计基于模糊控制和李雅普诺夫函数的分段位置控制律，第一阶段设计模糊控制器使第二关节到达目标角度，设计李雅普诺夫函数使第三关节保持初始状态；第二阶段设计模糊控制器使第三关节到达目标角度，设计李雅普诺夫函数使第二关节保持角度不变，实现位置控制。根据本发明实例所提出的技术方案能够保证位置控制的稳定性，且超调量和稳态时间明显下降。
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公开(公告)号：CN108972560B
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN201810965656.5
申请日：2018-08-23
Applicant: 北京邮电大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于模糊优化的欠驱动机械臂分层滑模控制方法。包括：建立平面二自由度主动‑被动型(AP型)欠驱动机械臂动力学模型，将非线性耦合动力学模型简化为仿射非线性系统形式，以两个关节角度作为控制目标；然后，设计分层滑模控制器，将每个关节的角度和角速度组成一个子系统，求解两个子系统等效输入，并利用李雅普诺夫反馈函数法构造滑模总切换面，得到控制率；最后，设计模糊规则动态优化滑模控制率中的切换鲁棒项，解决以往控制系统存在的抖振问题。与其他平面二自由度AP型机械臂控制方法相比，本发明实施例所提出的技术方案可以降低控制过程的稳态时间并提高控制精度。
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公开(公告)号：CN107234617B
公开(公告)日：2020-04-28
申请号：CN201710558115.6
申请日：2017-07-10
Applicant: 北京邮电大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明实施例提出了一种避障任务无关人工势场引导的避障路径规划方法，包括：考虑空间机械臂使用代价，选用机械臂能耗、末端速度、摩擦磨损作为优化目标，在此基础上提出一种引入速度极限的最小奇异值指标；考虑所述引入速度极限的雅各比矩阵最小奇异值、机械臂可操作度、条件数、关节极限，提出一种考虑机械臂操作代价的梯度势场离线构建方法；使用构建的梯度势场引导RRT算法中的随机树进行拓展，规划得出空间机械臂的无障碍运行路径。根据本发明实施例提供的技术方案，在执行冗余度空间机械臂避障路径规划任务的同时，依照上述方法可以提升避障规划算法的效率并降低机械臂的使用代价。
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公开(公告)号：CN107577147A
公开(公告)日：2018-01-12
申请号：CN201710803200.4
申请日：2017-09-08
Applicant: 北京邮电大学
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应Smith预估器的遥操作双边PID控制方法。首先建立双边控制系统在大时延下的名义动力学模型；提出自适应Smith预估控制方法及其结构，将传统的模型参考自适应控制中的被控过程与参考模型对换，使得Smith预估器的参数可以自适应校正；然后利用李雅普诺夫能量函数法设计多参数可调的自适应调节律；其次在从端控制器中加入低通滤波器，并选取合适参数，消除关节高频信号的干扰。与其他控制方法相比，本发明所提出的控制方法可以在大时延且具有系统建模误差的情况下保持遥操作系统稳定，并且具有良好的跟踪性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107234617A
公开(公告)日：2017-10-10
申请号：CN201710558115.6
申请日：2017-07-10
Applicant: 北京邮电大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明实施例提出了一种避障任务无关人工势场引导的避障路径规划方法，包括：考虑空间机械臂使用代价，选用机械臂能耗、末端速度、摩擦磨损作为优化目标，在此基础上提出一种引入速度极限的最小奇异值指标；考虑所述引入速度极限的雅各比矩阵最小奇异值、机械臂可操作度、条件数、关节极限，提出一种考虑机械臂操作代价的梯度势场离线构建方法；使用构建的梯度势场引导RRT算法中的随机树进行拓展，规划得出空间机械臂的无障碍运行路径。根据本发明实施例提供的技术方案，在执行冗余度空间机械臂避障路径规划任务的同时，依照上述方法可以提升避障规划算法的效率并降低机械臂的使用代价。
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公开(公告)号：CN106487297A
公开(公告)日：2017-03-08
申请号：CN201611052557.5
申请日：2016-11-24
Applicant: 北京邮电大学
CPC classification number: H02P21/0003 , H02P21/13
Abstract: 本发明实施例提供了一种基于协方差匹配无迹卡尔曼滤波算法的永磁同步电机参数辨识方法，该方法包括：基于永磁同步电机矢量控制数学模型，建立状态观测系数矩阵方程；基于状态观测系数矩阵方程和预设初始量，依据UT变换实现状态观测器方程的非线性变换，实现无迹卡尔曼滤波的初始化；基于协方差匹配判据方法对无迹卡尔曼滤波发散趋势进行判据，依据判据结果，更新和修正无迹卡尔曼滤波迭代过程中的噪声协方差和测量噪声协方差；基于更新和修正后的协方差数据，获得电机参数辨识信息。根据本发明实施例提供的技术方案，能减小电机参数估计误差，提升负载扰动情况下参数辨识的稳定性。
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公开(公告)号：CN108972560A
公开(公告)日：2018-12-11
申请号：CN201810965656.5
申请日：2018-08-23
Applicant: 北京邮电大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于模糊优化的欠驱动机械臂分层滑模控制方法。包括：建立平面二自由度主动-被动型(AP型)欠驱动机械臂动力学模型，将非线性耦合动力学模型简化为仿射非线性系统形式，以两个关节角度作为控制目标；然后，设计分层滑模控制器，将每个关节的角度和角速度组成一个子系统，求解两个子系统等效输入，并利用李雅普诺夫反馈函数法构造滑模总切换面，得到控制率；最后，设计模糊规则动态优化滑模控制率中的切换鲁棒项，解决以往控制系统存在的抖振问题。与其他平面二自由度AP型机械臂控制方法相比，本发明实施例所提出的技术方案可以降低控制过程的稳态时间并提高控制精度。
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公开(公告)号：CN106938462A
公开(公告)日：2017-07-11
申请号：CN201611116786.9
申请日：2016-12-07
Applicant: 北京邮电大学
IPC: B25J9/16
CPC classification number: B25J9/163
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应PD和模糊逻辑的遥操作双边控制方法。在对遥操作双边控制系统不确定动力学和运动学建模的基础上，针对遥操作系统与未知环境相接触时产生的摩擦和外部扰动，本发明给出了一种基于模糊逻辑的自适应控制算法，消除其对系统控制性能的影响；针对遥操作系统存在的不确定动力学和运动学参数，本发明提出了一种基于参数估计近似和实时更新的自适应PD控制器，并与上述模糊逻辑控制器在从端相结合，消除不确定参数对系统稳定性和跟踪性能的影响。仿真实验表明本发明所提出的遥操作双边控制方法具有良好的稳定性和跟踪性。
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公开(公告)号：CN109262612B
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN201811172573.7
申请日：2018-10-09
Applicant: 北京邮电大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明实施例公开了一种基于改进粒子群算法的欠驱动机械臂关节角寻优方法。包括：建立平面三自由度被动‑主动‑主动型(PAA型)欠驱动机械臂动力学模型；然后，针对具有非完整约束特性的欠驱动机械臂动力学模型，利用反演控制思想，将其降阶为两个被动‑主动型(PA型)子系统，并明确关节角与机械臂末端位置之间关系；最后，以欠驱动机械臂末端位置与目标位置差值为目标函数，基于粒子群算法的寻优原理，引入模拟退火的Metropolis接受准则和人工鱼群算法的拥挤度因子，求解到达目标位置所对应的最优关节角。根据本发明实施例所提出的技术方案，在欠驱动机械臂位置控制时，可以降低寻优算法陷入局部最优的概率并提高求解精度。
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