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欠驱动机械系统控制
  • 赖旭芝，佘锦华，吴敏著 著
  • 出版社： 北京：科学出版社
  • ISBN：9787030388735
  • 出版时间：2013
  • 标注页数：188页
  • 文件大小：65MB
  • 文件页数：201页
  • 主题词：驱动机构－机械系统－控制

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图书目录

第1章 绪论1

1.1 欠驱动机械系统的研究意义2

1.2 欠驱动机械系统控制的研究现状3

1.3 本书内容10

第2章 基础知识和基本概念12

2.1 非线性系统及其描述12

2.2 非线性自治系统的平衡点及其稳定性13

2.3 非线性自治系统的线性化及间接稳定性定理15

2.4 LaSalle不变原理16

2.5 线性系统能控性和能观性判据17

2.6 仿射非线性系统的反馈线性化20

2.7 正定矩阵及其性质22

第3章 欠驱动机械系统的建模及特性分析23

3.1 典型欠驱动机械系统的动力学建模23

3.1.1 轮摆系统23

3.1.2 TORA系统25

3.1.3 板球系统27

3.1.4 欠驱动两连杆机械臂28

3.1.5 欠驱动多连杆机械臂33

3.2 欠驱动机械系统的特性分析42

第4章 欠驱动系统Acrobot的稳定控制及鲁棒性分析48

4.1 运动空间的划分48

4.2 Acrobot系统的线性近似化及平衡控制器设计50

4.3 基于能量和模糊控制的摇起控制器设计52

4.3.1 系统控制器设计52

4.3.2 数值仿真53

4.4 基于李雅普诺夫函数与模糊控制的摇起控制器设计54

4.4.1 系统控制器设计55

4.4.2 控制参数β的选择57

4.4.3 控制参数γ的选择60

4.4.4 数值仿真61

4.5 基于改进型李雅普诺夫函数的摇起控制器设计62

4.5.1 系统控制器设计63

4.5.2 控制参数的选择63

4.5.3 数值仿真65

4.6 Acrobot系统的鲁棒控制66

4.6.1 不确定性的来源与不确定模型67

4.6.2 摇起区鲁棒控制器设计68

4.6.3 平衡鲁棒控制器设计69

4.6.4 数值仿真72

第5章 平面欠驱动两连杆机械臂的稳定控制75

5.1 平面Acrobot系统的稳定控制75

5.1.1 状态量约束关系的分析76

5.1.2 运动特性分析79

5.1.3 基于改进型粒子群算法的整数解n2的求解81

5.1.4 系统控制器设计83

5.1.5 数值仿真83

5.2 平面Pendubot系统的稳定控制85

5.2.1 结构模型变换与特性分析85

5.2.2 控制器设计88

5.2.3 数值仿真89

第6章 基于力矩耦合的欠驱动三连杆机械臂的稳定控制91

6.1 运动空间的划分91

6.2 摇起控制器设计93

6.3 奇异点规避96

6.4 平衡控制器设计99

6.5 数值仿真100

第7章 基于降阶策略的多连杆欠驱动机械臂的稳定控制103

7.1 系统描述与运动空间划分103

7.2 分阶段的降阶控制策略105

7.3 第一阶段的降阶控制设计107

7.4 第二阶段的控制设计110

7.4.1 摇起控制110

7.4.2 平衡控制113

7.5 数值仿真114

7.5.1 四连杆PAAA型欠驱动机械臂的仿真114

7.5.2 四连杆AAPA型欠驱动机械臂的仿真116

第8章 具有两个被动关节的三连杆欠驱动机械臂的稳定控制118

8.1 系统描述与运动空间的划分118

8.2 系统控制器设计120

8.2.1 摇起控制器设计120

8.2.2 平衡控制器设计122

8.3 数值仿真123

第9章 基于等价输入干扰的欠驱动系统全局稳定控制126

9.1 欠驱动机械系统的分类126

9.2 二自由度欠驱动系统的坐标变换127

9.3 变换后系统的特性分析130

9.3.1 能控能观性分析131

9.3.2 系统的零点分析132

9.4 基于等价输入干扰的二自由度欠驱动系统稳定控制133

9.4.1 等价输入干扰的定义及其存在性134

9.4.2 等价输入干扰预估器设计136

9.4.3 反馈控制器设计137

9.4.4 状态观测器设计137

9.4.5 稳定性分析138

9.5 基于等价输入干扰的多自由度欠驱动系统稳定控制139

9.6 数值仿真145

9.6.1 T1型二自由度系统的仿真145

9.6.2 T2型二自由度系统的仿真146

9.6.3 T3型二自由度系统的仿真148

9.6.4 多自由度系统的仿真150

第10章 欠驱动系统Acrobot的运动规划与跟踪153

10.1 Acrobot系统的运动规划153

10.1.1 下摆轨迹设计155

10.1.2 摇起轨迹的设计161

10.1.3 整体运动轨迹的设计161

10.2 跟踪控制器设计163

10.2.1 误差方程163

10.2.2 LQR优化设计法166

10.2.3 极点配置设计法166

10.3 数值仿真168

10.3.1 运动规划的数值仿真168

10.3.2 跟踪控制的数值仿真171

参考文献175

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