大型冷凝器清洗機(jī)器人的智能魯棒控制方法研究.pdf

1、湖南大學(xué)博士學(xué)位論文大型冷凝器清洗機(jī)器人的智能魯棒控制方法研究姓名：彭金柱申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：模式識別與智能系統(tǒng)指導(dǎo)教師：王耀南20080417博上學(xué)位論文論文第四章首先針對cMAc中存在的問題，將模糊理論引入cMAc，在劃分輸入空間和激活聯(lián)想強(qiáng)度時采用了模糊化的方法，提出了一種比傳統(tǒng)cMAc更好的逼近能力的模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近能力對移動機(jī)械手進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上，提出了～種具有自適應(yīng)能力的鞏控

2、制策略，通過風(fēng)控制策略減少了外擾和模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)誤差對系統(tǒng)的影響。理論分析證明了該控制器能夠?qū)⒁苿訖C(jī)械手系統(tǒng)的外擾影響控制在指定的范圍內(nèi)，且閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號都是有界的。在仿真實驗中，為了驗證基于模糊cMAc神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)控制策略的有效性，將其與計算力矩控制方法進(jìn)行比較，仿真結(jié)果表明，在存在外擾的情況下，所提出的控制策略具有比計算力矩控制方法更好的魯棒性能。在移動機(jī)械手的分散控制策略方面，論文第五章將移動機(jī)械臂分成兩個子系統(tǒng)，即

3、非完整約束的移動平臺子系統(tǒng)和完整約束的機(jī)械臂子系統(tǒng)，然后考慮了移動平臺的運動學(xué)控制器，對兩個子系統(tǒng)分別設(shè)計Lyapunov函數(shù)，將兩個子系統(tǒng)之間的耦合看成干擾，之后針對機(jī)器人的部分參數(shù)未知和全部參數(shù)未知分別給出了相應(yīng)的魯棒自適應(yīng)控制器設(shè)計，并分別根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了整個移動機(jī)械手系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且跟蹤誤差和自適應(yīng)系數(shù)矩陣誤差一致終值有界，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能。實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的魯棒自適應(yīng)控制器是有效

4、的，且具有較強(qiáng)的魯棒性和自適應(yīng)能力?；隗w積、成本等方面的考慮，機(jī)器人系統(tǒng)通常不配備速度測量裝置，僅通過位置反饋獲取速度信息，論文第六章提出了一種模糊自適應(yīng)非線性魯棒觀測器估計關(guān)節(jié)速度的方法，利用模糊邏輯來逼近系統(tǒng)參數(shù)的不確定性，引入魯棒項抑制外擾和模糊邏輯逼近過程中的重構(gòu)誤差，采用嚴(yán)格正實Lyapunov設(shè)計方法分析觀測誤差是一致最終有界的：然后在魯棒觀測器的基礎(chǔ)上，設(shè)計了機(jī)器人的模糊自適應(yīng)輸出反饋控制器，模糊系統(tǒng)參數(shù)基于Lyapun

5、ov穩(wěn)定性理論自適應(yīng)調(diào)整，整個控制器保證了具有不確定性的機(jī)器人系統(tǒng)漸近的跟蹤軌跡，且閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號均有界。仿真實驗結(jié)果表明了該方法的有效性。針對冷凝器在線高效清洗要求，論文第七章提出了一種冷凝器在線清洗的新方案，根據(jù)冷凝器的水室結(jié)構(gòu)及管束布局，將高壓水射流清洗與化學(xué)清洗相結(jié)合并通過兩關(guān)節(jié)機(jī)械臂清洗噴槍來實現(xiàn)清洗。并介紹了清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了適用于不同發(fā)電機(jī)組的自動化清洗機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。論文最后總結(jié)了全文的主要創(chuàng)