混合驱动柔索并联机器人自适应迭代学习控制
Adaptive Iterative Learning Control of Hybrid Drive Cable Parallel Manipulator
- 机械传动 2022年46卷第5期 页码：42-47
- 作者机构：
1.江苏师范大学 机电工程学院， 江苏 徐州 221116
2.江苏师范大学 物理与电子工程学院， 江苏 徐州 221116
- 作者简介：
曹建斌（1986— ），男，山西新绛人，讲师；主要研究方向为机械结构动力学分析。
魏明生（1976— ），男，山东济宁人，副教授；主要研究方向为并联机器人运动控制。
- 基金信息：江苏省高等学校自然科学研究项目(21KJB460004┫江苏省研究生实践创新计划项目┣SJCX20_0909)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.006
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曹建斌,魏明生,赵海啸.混合驱动柔索并联机器人自适应迭代学习控制[J].机械传动,2022,46(05):42-47.
Cao Jianbin,Wei Mingsheng,Zhao Haixiao.Adaptive Iterative Learning Control of Hybrid Drive Cable Parallel Manipulator[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(05):42-47.
曹建斌,魏明生,赵海啸.混合驱动柔索并联机器人自适应迭代学习控制[J].机械传动,2022,46(05):42-47. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.006.
Cao Jianbin,Wei Mingsheng,Zhao Haixiao.Adaptive Iterative Learning Control of Hybrid Drive Cable Parallel Manipulator[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(05):42-47. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.05.006.
摘要
以一种兼容混合驱动机构与柔索并联机构特点的新型混合驱动柔索并联机器人为研究对象，对其动力学建模及轨迹跟踪控制进行了研究；应用Lagrange方法建立了混合驱动柔索并联机器人系统的动力学模型；针对具有非线性、时变特性以及带有可重复时变干扰的混合驱动柔索并联机器人动态系统模型，设计了一种控制增益随迭代次数变化的自适应迭代学习控制策略，并采用Lyapunov函数证明了该控制器的稳定性；数值仿真结果表明，在该控制器的作用下，混合驱动柔索并联机器人控制系统能够完成高精度跟踪期望轨迹，进一步验证了所建系统动态模型的正确性及控制策略的有效性。
Abstract
Dynamics modeling and trajectory tracking control of a novel hybrid drive cable parallel manipulator （HDCPM） which has the advantages of both cable parallel mechanism and hybrid drive mechanism are investigated. A dynamics model for a HDCPM is established by using Lagrange method. For a HDCPM system with nonlinear， time-varying characteristics and repetitive time-varying disturbance， an adaptive iterative learning control strategy， which controls gain variations with the iterations， is designed. By means of Lyapunvo function， the stability of the controller is proved. The numerical simulation results indicate that an expect trajectory tracking of the HDCPM is achieved by the adaptive iterative learning controller， which illustrates the correctness of the built dynamic model and the validity of proposed control strategy.
关键词
混合驱动柔索并联机器人动态模型轨迹跟踪自适应迭代学习控制
Keywords
Hybrid drive cable parallel manipulatorDynamic modelTrajectory trackingAdaptive iterative learning control
references
訾斌，朱真才，曹建斌.混合驱动柔索并联机器人的设计与分析［J］.机械工程学报，2011，47（17）：1-8.
ZI Bin，ZHU Zhencai，CAO Jianbin.Design and analysis of hybrid-driven-based cable parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical Engineering，2011，47（17）：1-8.
ZI B，CAO J B，ZHU H B，et al.Comparative study of cable parallel manipulators with and without hybrid-driven plannar five-bar mechanism［J］.Applied Mathematical Modelling，2014，38（24）：5994-6017.
ZI B，SUN H H，ZHANG D.Design，analysis and control of a winding hybrid-driven cable parallel manipulator［J］.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing，2017，48：196-208.
ZI B，ZHU Z C，DU J L.Analysis and control of the cable-supporting system including actuator dynamics［J］.Control Engineering Practice，2011，19（5）：491-501.
CHENG L，LIN Y，HOU Z，et al.A daptive tracking control of hybrid machines：a closed-chain five-bar mechanism case［J］.IEEE/AMSE Transactions on Mechatronics，2011，16（6）：1155-1163.
高征，翟景帅，张佳涵，等.索杆混合驱动并联机构设计与工作空间分析［J］.机械传动，2020，44（7）：59-65.
GAO Zheng，ZHAI Jingshuai，ZHANG Jiahan，et al.Design and workspace analysis of cable-rod hybrid drive parallel mechanism［J］.Journal of Mechanical Transmission，2020，44（7）：59-65.
KORAYEM M H，BAMDAD M.Dynamic load-carrying capacity of cable-suspended parallel manipulators［J］.The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2009，44（7/8）：829-840.
PIERROT F，NABAT V，COMPANY O，et al.Optimal design of a 4-DOF parallel manipulator：from academia to industry［J］.IEEE Transactions on Robotics，2009，25（2）：213-224.
LI R Q，DAI J S.Workspace atlas and stroke analysis of seven-bar mechanisms with the translation-output［J］.Mechanism and Machine Theory，2011，47：117-134.
许建新，侯忠生.学习控制的现状与展望［J］.自动化学报，2005，31（6）：943-955.
XU Jianxin，HOU Zhongsheng.On learning control：the state of the art and perspective［J］.Acta Automatica Sinica，2005，31（6）：943-955.
朱胜，孙明轩.具有未知死区输入非线性系统的迭代学习控制［J］.控制与决策，2009，24（1）：96-100.
ZHU Sheng，SUN Mingxuan.Iterative learning control of a class of nonlinear systems with unknown input dead-zone［J］.Control and Decision，2009，24（1）：96-100.
OUYANG P R，ZHANG W J，GUPTA M M.An adaptive switching learning control method for trajectory tracking of robot manipulators［J］.Mechatronics，2005，16（1）：51-61.
TAYEBI A，ISLAM S.Adaptive iterative learning control for robot manipulators：experimental results［J］.Control Engineering Practice，2005，14（7）：843-851.
BOUDJEDIR C E，BOURI M，BOUKHETALA D.Model-free iterative learning control with nonrepetitive trajectories for second-order MIMO nonlinear systems-application to a Delta robot［J］.IEEE Transactions on Industrial Electronics，2021，68（8）：7433-7443.
QIU W Z，WANG J R.Iterative learning control for multi-agent systems with noninstantaneous impulsive consensus tracking［J］.International Journal of Robust and Nonlinear Control，2021，31（13）：6507-6524.
QIU F，MICHIZONO S，MATSUMOTO T，et al.Combined disturbance-observer-based control and iterative learning control design for pulsed superconducting radio frequency cavities［J］.Nuclear Science and Techniques，2021，32（6）：13-24.
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