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《基于動力學系統(tǒng)移動焊接機器人焊縫跟蹤控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第21卷第21期系統(tǒng)仿真學報?Vol.21No.212009年11月JournalofSystemSimulationNov.,2009基于動力學系統(tǒng)移動焊接機器人焊縫跟蹤控制張庭，李慨，戴士杰，肖淑梅，黃鶴(河北工業(yè)大學機械工程學院，天津300130)摘要：為了解決輪式移動焊接機器人的焊縫跟蹤問題，從移動焊接機器人的運動學和動力學模型出發(fā)，采用分段運動學到動力學的方法設計焊縫跟蹤控制器?？刂扑惴ńY合積分Backstepping算法和單層神經元網絡控制算法，利用單層神經元網絡的自學習和自適應能力克服機
2、器人模型參數部分未知和擾動的影響，使跟蹤更加快速、平滑。在選定系統(tǒng)Lyapunov函數基礎上，證明了所選取的控制力矩輸入使系統(tǒng)全局漸進穩(wěn)定。經MATLAB仿真驗證了該控制算法的有效性。關鍵詞：移動焊接機器人；焊縫跟蹤；積分Backstepping方法；神經網絡；Lyapunov函數中圖分類號：TP24文獻標識碼：A文章編號：1004-731X(2009)21-6803-04SeamTrackingControlofWeldingMobileRobotBased-onDynamicsModelZHANG
3、Ting,LIKai,DAIShi-jie,XIAOShu-mei,HUANGHe(SchoolofMechanicalEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)Abstract:Tosolvetheseamtrackingproblemoftheweldingmobilerobot,anewcontrolcontrollerbasedonthedynamicsandkinemicsmodelsoftheweldingmob
4、ilerobotwasdesignedbythemethodofbacksteppingkinematicsintodynamics.Tomakethetrackingmorequicklyandsmoothly,itcombinedtheintegralalgorithmBacksteppingwiththecontrolalgorithmofthemonolayernervecellnetworkasitscontrolalgorithmandutilizedtheself-learningneu
5、ralnetworktodealwiththepartialuncertaintyandthedisturbancesoftheparametersoftherobotmodel.ItisprovedthattheselectedcontrolinputtorquesmakethesystemgloballyasymptoticallystablebasedontheLyapunovfunctionselectedout.Finally,theeffectivenessofthecontrolleri
6、sdemonstratedbysimulationresults.Keywords:mobileweldingrobot;seamtracking;integralbacksteppingmethod;neuralnetwork;Lyapunovfunction論文采用了一種新的控制算法，從運動學和動力學模型引言出發(fā)，采用分段運動學到動力學的方法設計動力學焊縫跟蹤移動焊接機器人由于具有機構簡單，適應性強，能夠在控制器，并利用單層神經網絡[13]的自學習和自適應能力克服非結構環(huán)境下進行作業(yè)等特點，在造船
7、工業(yè)、大型球罐焊接移動焊接機器人模型參數部分未知和擾動的影響，且同時能[1-9]等方面具有廣闊的應用前景。輪式移動焊接機器人是一減少在線學習時間，有利于提高實時性。種典型的非完整約束系統(tǒng)，不滿足Brockett反饋鎮(zhèn)定條件，[10]1移動焊接機器人動力學模型分析因而不能用光滑狀態(tài)反饋實現系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定。所以，在以連續(xù)狀態(tài)反饋為主的現代控制理論中，大量成熟的結果無具有非完整約束的移動焊接機器人系統(tǒng)的動力學模型法直接用于非完整系統(tǒng)的研究。近年來移動焊接機器人受到可以用Lagrange動力學方法表示，其形式
8、為:國內外學術界、研究機構的廣泛重視。文獻[11]基于MqqCqqqFqGq()""+(,)"+++()"()τd(1)Backstepping方法設計了自適應控制器，并將其用于移動焊T=?Bq()τλAq()接機器人的焊縫跟蹤控制。文獻[12]基于模糊控制算法將移對非完整約束的描述為：動平臺和十字滑塊分開考慮為其分別設計了模糊控制器。現Aqq()"=0(2)有的大多數方法僅從移動焊接機器人的運動學模型出發(fā)，較n×n其中，q為廣義坐標向量，M(q)∈R為
