| 基于有限差分法的双臂关节柔性空间机器人智能递阶控制策略 |
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| 引用本文： | 梁捷, 秦开宇. 基于有限差分法的双臂关节柔性空间机器人智能递阶控制策略[J]. 空间科学学报, 2020, 40(6): 1125-1134. doi: 10.11728/cjss2020.06.1125 |
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| 作者姓名： | 梁捷 秦开宇 |
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| 作者单位： | 1. 中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室 绵阳 621000;;;2. 电子科技大学航空航天学院 成都 611731 |
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| 基金项目： | 四川省应用基础研究计划;基础与前沿技术研究基金项目 |
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| 摘 要： | 谐波减速器和力矩传感器等柔性元件广泛应用于空间机器人关节系统,以获取高减速比.这些柔性元件为空间机器人系统引入关节柔性,使得对其的稳定控制变得更为复杂.本文讨论研究了参数不确定双臂关节柔性空间机器人基于有限差分法的智能递阶控制及弹性振动抑制.运用递阶系统理论、动量守恒原理及第二类拉格朗日方法推导出系统递阶动力学模型.利用该模型,设计了基于模糊回归神经网络的非奇异Terminal滑模控制算法和基于有限差分法的滑模控制算法.采用模糊回归神经网络（Recurrent Fuzzy Neural Network,RFNN）逼近系统的不确定部分.为避免复杂的求导计算及角加速度可测要求,利用基于有限差分法的滑模控制来抑制柔性关节振动.由于设计控制器过程中未涉及惯常的奇异摄动双时标分解操作,该控制算法理论上具有适合任意大小关节柔性刚度的优点.系统对比仿真试验证明了智能递阶控制算法优于传统基于奇异摄动法的控制方案.
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| 关 键 词： | 双臂关节柔性空间机器人 递阶动力学模型 模糊回归神经网络 有限差分法 智能递阶控制器 振动抑制 |
| 收稿时间： | 2019-04-12 |
| 修稿时间： | 2020-09-17 |
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