多故障并發(fā)的可重構(gòu)模塊機(jī)械臂分散容錯(cuò)控制方法研究.pdf

1、由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)正朝著大規(guī)模并且復(fù)雜化的方向發(fā)展，尤其在一些人類無法直接參與的工作環(huán)境中，可重構(gòu)機(jī)械臂具有不可估量的應(yīng)用前景。在這樣一類系統(tǒng)中，可重構(gòu)機(jī)械臂的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛且投資越來越大，使其壽命和可靠性的要求不斷提高。因此，我們迫切需要探究針對(duì)可重構(gòu)機(jī)械臂執(zhí)行器故障和傳感器故障并發(fā)的情形進(jìn)行故障診斷和容錯(cuò)控制方法的研究。本文主要研究的內(nèi)容是基于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向任務(wù)約束啟發(fā)的可重構(gòu)機(jī)械臂模塊化協(xié)同控制方法研究

2、(61374051)”的第五個(gè)子課題“多故障可重構(gòu)機(jī)械臂容錯(cuò)控制”以及吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目:基于“故障隱藏”機(jī)制的可重構(gòu)機(jī)械臂主動(dòng)分散容錯(cuò)控制方法研究(20150520112JH)的理論研究為主，針對(duì)可重構(gòu)機(jī)械臂系統(tǒng)執(zhí)行器和傳感器同時(shí)（或單一）發(fā)生故障的情形，分別提出被動(dòng)分散容錯(cuò)控制和主動(dòng)分散容錯(cuò)控制兩種不同的控制方法。研究內(nèi)容如下:
　　1.首先，根據(jù)課題研究的方向闡述了此課題的背景及其研究的意義，然后分別針對(duì)可重構(gòu)機(jī)械臂的發(fā)

3、展研究現(xiàn)狀以及目前故障診斷與容錯(cuò)控制方法進(jìn)行了簡要概述。
　　2.為了體現(xiàn)出可重構(gòu)機(jī)械臂系統(tǒng)所特有的模塊化屬性，本文通過牛頓—?dú)W拉迭代算法，基于前人的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)可重構(gòu)模塊機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型的建立進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，基于課題組的理論知識(shí)積累，將分散控制應(yīng)用到了論文的控制方法中，得到可重構(gòu)機(jī)械臂子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　3.針對(duì)可重構(gòu)機(jī)械臂系統(tǒng)執(zhí)行器與傳感器同時(shí)（或單一）發(fā)生故障的情況，提出一種基于多步時(shí)延的被動(dòng)容錯(cuò)控制方法?；诂F(xiàn)有

4、研究成果，對(duì)于沒有發(fā)生故障的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分散反演神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過多步時(shí)延技術(shù)補(bǔ)償相應(yīng)的故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的被動(dòng)容錯(cuò)控制。
　　4.結(jié)合第三章中被動(dòng)容錯(cuò)控制存在的缺陷及目前主動(dòng)容錯(cuò)控制的不足，提出了一種基于動(dòng)態(tài)輸出反饋的主動(dòng)分散容錯(cuò)控制方法。系統(tǒng)中的故障可以通過比例積分觀測器對(duì)其進(jìn)行在線估計(jì)，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于不需要故障檢測和隔離單元，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)主動(dòng)容錯(cuò)控制器的不足之處。
　　最后，概括總結(jié)了全文的工作內(nèi)容，并結(jié)合