外文翻譯多自由度機(jī)械手各定位域同步控制

調(diào)主從運(yùn)動。穩(wěn)定性分析是基于Lyapunov方法進(jìn)行了試驗，并進(jìn)行了控制系統(tǒng)的：定位域控制，同步，輪廓，機(jī)器。來，各種控制方法已達(dá)到較高的性能的目的了，最流行的控制方案，比例積。一個機(jī)器人的輪廓可以定義為對末端執(zhí)行器的運(yùn)動控制在一個精確的和有效的方式一個預(yù)定義路徑不幸是對于多節(jié)串聯(lián)器好輪廓的末不能被軌跡保證接頭能好此外獨的關(guān)節(jié)動是伴著步運(yùn)動從而致劣化輪廓的準(zhǔn)確性。因，對一機(jī)器人各個關(guān)的運(yùn)動步最終的輪性提高的要因素在最近的幾十年中，運(yùn)動同步的各種控制方案已經(jīng)出臺。190，韓國開發(fā)的交叉耦合控制的概念（CCC）。該控制方案同步的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的輪廓誤差和它被證明能有效地降低差的具輪廓兩運(yùn)動軸后來，個模型的可增益CC是科和CCCC環(huán)路增益擇的復(fù)性可能導(dǎo)致一高度確控制信號此減少廓效果同時相關(guān)的CC和目標(biāo)。PD型控制器。PID控制被證明是更好的比CCC輪廓控制。本研究的主要目的是結(jié)合位置同步控制器的位置域控制器的主從同步開發(fā)一個新的PD型伸和進(jìn)一步發(fā)展之前的工作為進(jìn)一步提高輪廓性能的目的。相對導(dǎo)數(shù)和動態(tài)掌握運(yùn)動之間的關(guān)系（QM）和第i個運(yùn)動（QSI）已被開發(fā)。因此，一個相對導(dǎo)數(shù)概從式（1），它可以很容易理解，QSI是角速度比之間的主從運(yùn)動，它描述了一個同步運(yùn)動關(guān)系這兩個運(yùn)動之間的。這種相對的衍生物稱為相對于主節(jié)點M聯(lián)合四相對位置速NT1的自由度，然后動態(tài)模型可以表示子矩陣形成主改寫（單自由度）在式（6）mS指的是其他，或從運(yùn)動。QM2R1是參考位置，用于定義的輪廓的參考，和QS2RnQSQM函備注1。方程（7）表示主運(yùn)動之間的動態(tài)關(guān)系，通過下標(biāo)m表示，和的運(yùn)動，用下標(biāo)2。從式（7），可以推斷出，為了實現(xiàn)準(zhǔn)確的輪廓性能，掌握運(yùn)動的高精度測量的要求。然而，一個主運(yùn)動精度高，不適合的位置域的控制要求?？亍榱死猛娇刂菩阅芎透倪M(jìn)的輪廓的位置域的控制性能，新的控進(jìn)差相鄰關(guān)節(jié)之間的差異，可以通過位移傳感器很容易獲得，如編。同步誤差向量其 其中被稱為同步耦合增益矩陣是一個常數(shù)對角矩陣，矩陣B是用來處理不同節(jié)點的同步實現(xiàn)更好的性能為B設(shè)置為一零的矩陣，然后發(fā)展成為一位域控制沒有一種同步效 為在本研究中，恒定增益矩陣的對角線。是運(yùn)動該控制轉(zhuǎn)矩矢量。增加（正速度）或單調(diào)減少（負(fù)速度）PDSC可以在幾個輪廓段，每段只有一PD控制器。備注6。從式（12），可以看出所PDSC是誤差及其導(dǎo)數(shù)的關(guān)系。因此，它是。P1：慣性矩陣是對稱正定的可以很容易。P2：矩陣是斜對稱的，因此也是斜稱的P4:和都是有界的。從P4可以推(a)(b)(c)。 和代表最小和最大特征值的矩陣M。如果一個方形矩陣M是正定的，則表示為M0。如果一個方形矩陣。M-N是正定的，則表示為M-N0正定矩陣，以下性能18文中要用到的P5M0,1/M0P6MN01/M1/NP7:如果M00且是一個實數(shù)，則MP8：如果M0N0，則MN0MNM0，且NMN 是一個單調(diào)遞增或遞減函數(shù)連續(xù)的二階導(dǎo)A3：所需的輪廓軌跡二階連穩(wěn)定性定理。一個剛性機(jī)械手式的位置域描述（7），PDSC法（12）是用來控同步矩陣性質(zhì)SSchur補(bǔ)18矩陣的公式（17）命題的證明可以在參考文獻(xiàn)18發(fā)現(xiàn)。PDSC法的穩(wěn)定性，我們我們知道，MSS是對稱正定的，即，且 稱矩從式（20），可以得出這樣的結(jié)此外，基于方程（23），根據(jù)P8，我然后，根據(jù)P1重組等式從上面的討論，我們知道L是對稱正定矩陣， 程的Lyapunov函數(shù)（28）是一個正定函數(shù)E0的獨立變量和函數(shù)。因此，V的衍生物在穩(wěn)定性分析變質(zhì)量體系相關(guān)。從式（28）V的導(dǎo)數(shù)給出了自正定從式（15），我們現(xiàn)在，我們定義以下兩參數(shù)根據(jù)式（15），q0qe00。應(yīng)用公式（34），式（33）應(yīng)用式（37）式（35），我們最終 制增益的增加會降低誤差。這樣的結(jié)論是非常相似的在時域中[14]同步控制。平面。該機(jī)器人由三個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)[19,20]11。PDPSC作為參考文獻(xiàn)14，pdc-pd控制器參考文獻(xiàn)[15]。t是時間，T是在端部執(zhí)行器的輪廓為每段所需的總時間。線性和非線性的軌跡進(jìn)行參數(shù)定義為RTTe作為參考文獻(xiàn)[21]的描述，詳細(xì)的軌跡規(guī)劃方法，將討論在秒。5.1.3和表一.2摩擦到模擬模型。摩擦是基于以下方程建模22fc為庫侖摩擦力，F(xiàn)TStribeck摩擦的大小，B是粘性摩擦系數(shù)，fs為靜摩擦系數(shù)，D是憑經(jīng)驗確定的參數(shù)[22]。公式中的摩擦模型（42）有效地預(yù)測的靜態(tài)，粘性，和脫離的機(jī)器人22]2顯示了用于模擬摩擦參數(shù)。由于關(guān)節(jié)致動器被假定為相同類型，相同的參數(shù)用應(yīng)該的是，KS僅用于PSC可以在參考文獻(xiàn)[14]看到。此外，由于PDSC的性質(zhì)，定位域控制器增益，KPS；KDSB，利用上述的第二和第三項相應(yīng)的收益。在這種方式中，所需的運(yùn)動中找到與等效主運(yùn)動軌跡通過等距抽樣。對于時間域控制器，1000赫茲的采樣頻率被用于所有的仿真。由于機(jī)器人的復(fù)雜運(yùn)動，上取得了良好的性能和優(yōu)良的軸向為Z形運(yùn)動。定位域控制器能夠產(chǎn)生更小的誤差比用PDSC控制器約30%比pdc-pd控制器更準(zhǔn)確的時間域控制器。所有的誤差也在23的同步，PDSCPSC12.5%（2）50%（節(jié)3）下同步誤差同樣低的標(biāo)準(zhǔn)偏差。以輪廓精度，定位域控制器能夠執(zhí)行比時域控制器要好的多，因為先前的研究也表明[15,16]。pdc-pd控制器有27%52%的比tdc-pdPSC控制器降低輪廓誤差，分別，但4顯示。鉆石輪廓。類似于鋸齒的運(yùn)動，鉆石輪廓的模擬產(chǎn)生的所有四個控制器良好的軌跡結(jié)果。不過，PDSC控制器取得了比其他的控制器更好的結(jié)果，因為它在圖5中可以看到更具體地，PDSC控制器產(chǎn)生約70%比PSC控制器誤差較小約為32%比pdc-pd對于同步誤差，PDSCPSC27:6725.6%較低的平均誤差比標(biāo)準(zhǔn)偏差pdc-pd33.4%5所示。圖2為鋸齒形的輪廓誤圖3為鋸齒形運(yùn)動同步誤4平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差的輪廓鋸齒運(yùn)動圖4鋸齒形運(yùn)動輪廓的性圖5鉆石的輪廓誤T84的轉(zhuǎn)子輪廓6同步誤差鉆圖7.鉆石輪廓的輪廓誤5均值和標(biāo)準(zhǔn)差的鉆石輪在第三節(jié)，PSC有最低的誤差與PDSC第二。類似的評論可以為誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差tdc-pd控制器相比，錯誤的是第二個最好的。相反，PDSCPSC4%和47%9所示。32%PSCpdc-pd68.5%的差異。tdc-td控制器，是第二個最好的那一類。圓外旋輪線。有趣的是，時域控制器，tdc-pd和PSC，具有更好的性能比定位域控制器如圖11所示特別是控制器的tdc-pd精選18%較低的誤差比第二關(guān)節(jié)PDSC，PSC14%PDSCtdc-pd接頭的標(biāo)準(zhǔn)偏差為53%下為PSC低63%圖8誤差的圓周運(yùn)9同步誤差的圓形輪56%PSC錯誤。盡管PDSC控制器受到對誤差在關(guān)節(jié)水平的其他控制器，圖13表明，它仍然優(yōu)于其他控制器的輪廓誤差的減少。表8列出了平均值和輪廓誤差控制的四控制器的標(biāo)準(zhǔn)偏差。特別是，PDSC輪廓誤差為52.4%，低于第二最佳控制器的誤差，PSC。它具有較低的輪70.6%PD控制器。標(biāo)準(zhǔn)偏差如下相同的趨8。圖11誤差的圓外旋輪圖13轉(zhuǎn)子運(yùn)動輪廓的性表8的平均值和轉(zhuǎn)子輪廓的輪廓誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏6性分析和系統(tǒng)被證明是全局穩(wěn)定的基于Lyapunov定理。最后，模擬驗證了該控制器的有效實踐證明，該位置域同步控能更好的輪廓算法相比，其對應(yīng)的時域PSC以及經(jīng)典pdc-pdtdc-pd。新的控制律的性能還需要進(jìn)一步的研究和外部干擾或噪聲應(yīng)考慮。在今1科倫，Y.，1980，“制造系統(tǒng)的交叉耦合雙向計算機(jī)控制，“ASMEJ.DYN。測量，控制系統(tǒng)。，。，102（4），265–272。2科倫，Y.，瞧，C.C.，1991，“變增益交叉耦合控制器的輪廓，“CIRP安。，40（1），371–374。會議控制應(yīng)用，皮斯卡塔韋，新澤西–，月25日27，pp.168–173。4方，R.W.，Chen，J.S.，2002，“直接驅(qū)動機(jī)器人交叉耦合控制，“JSMEIntJ.SER。C，45（3）749–757。5朱，D.F.，周，J.Y.，躺，K，和周，D，2012，“一類欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)的同步控制通過能量塑造，《ASMEJ.DYN。測量，控制系統(tǒng)。，。，134（4），041007頁。[6]馮，L.，科倫，Y，和伯倫斯坦，J.，1993，“]6（5），660–672。[9]區(qū)，Z，1994，“機(jī)器人軌跡的PD控制下的全局穩(wěn)定性，”達(dá)因。控制，4（1），59–71。理論與實驗，”IEEE跨。控制系統(tǒng)。技術(shù)。，15（2），306–314。[13]山，J.，劉，H.T.，和，2005，notwotny，“同步軌跡控制的多自由度實驗直升機(jī)，“IEEPROC。：控制理論與應(yīng)用，152。（6）683–692。體化，22（7）9934–944。[17]壩，T.，歐陽，中國，2012，“交叉耦合控制位域的輪廓，”IEEE工業(yè)電子國際研討會，杭州，中國，五月二十八日，311303––，1308。GmbH&Co.KGaA，海姆，德國。【19】林奇，K.M.，shiroma，N，K，2000，和