多柔性机器臂系统一致性控制研究

《多柔性机器臂系统一致性控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、１■Ｋ．护誦５６中阀分炎导：ＴＰ２巧学校化ｔ．Ｍ０１０２１３１２０ｊ：Ｉｔ＾４Ｂ＇ｊ－■１，地猶＾ｈｍｓ硕ｄｒ论文，ＭａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ心－挪ＩＩ机械电子工程专业＾作桃＾齡獅＾上海工程技术大学学位论文原创性声明，，独立进行研充工作本人郑重声明：所递交的学位论文是本人在导师的指导下所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论义不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本义的研究做出重要贡献的个人和集体，巧己在

2、文中明确方式栋明。本人完全監识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：弘各年Ｓ月曰／去＜上海工程技术大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，巧意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和化子版－允许论义被巧閒和借阅。本人授权上海Ｘ程技术大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密Ｓｉ／＂”（请在上

3、方框内打Ｖ）Ｎ学位论文作者签名：毒吏指导教师签名：日期：兴Ｕ年＾月日日期：ｐＷ店年；月ｆ日？中图分类号：TP273学校代码：10856学号:M010213120上海工程技术大学硕士学位论文多柔性机器臂系统一致性控制研究作者姓名：李建指导教师：章伟专业：机械电子工程学院：机械工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2015年12月评阅人：宋芳苏厚胜答辩委员会主席：赵曙光成员：苏圣超宋芳UniversityCode：10856StudentID:M010213120RESEARCHONCONSENSUSOFFLEX

4、IBLEMULTI-ROBOTICARMSYSTEMCandidate:LiJianSupervisor:ZhangWeiMajor:Mechanical&ElectronicEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2015多柔性机器臂系统一致性控制研究摘要随着机器人技术的不断进步，越来越多的柔性机器臂被广泛应用到工程项目中。一般而言，单个的机器臂难以完成复杂

5、的任务。为提高系统的可靠性和鲁棒性，通常需要多个柔性机器臂协同工作。因此，多柔性机器臂系统一致性问题的研究受到越来越多的关注。本文对多柔性机器臂系统的研究主要基于多自主体系统理论，即将每个柔性机器臂看成一个自主体。研究多自主体一致性控制，目标是设计适当的一致性控制协议，最终使各自主体的状态达到一致。现有的多自主体系统一致性控制理论中主要存在两个问题：一是研究主要集中于线性系统，对非线性动态的自主体研究较少；二是所设计的一致性控制算法保守性较大。这两个问题限制了多自主体系统一致性控制理论的工程应用。本文主要围绕这两个问题，引入单边

6、Lipschitz条件，设计保守性更低的一致性控制算法。具体而言，本文的主要研究内容如下：（1）针对具有单边Lipschitz非线性动态的自主体，建立了在静态协议下多自主体系统一致性控制算法存在的充分条件。通过矩阵技术，将该充分条件变换为可以通过数值软件求解的线性矩阵不等式形式。作为特例也研究了Lipschitz非线性多机器臂一致性控制设计。并进一步研究了基于观测器协议无虚拟领导者的单边Lipschitz非线性多机器臂系统一致性。（2）研究了一般Lipschitz非线性多柔性机器臂在固定拓扑结构下的一致性问题。根据单个柔性机器臂

7、的结构信息设计出相对合理的一致性自适应算法，并将一致性算法与拓扑结构结合起来，运用代数图论等相关知识分析多柔性机器臂系统能否达到一致。我们为柔性机器臂状态权重设计了一个自适应协议，充分考虑了非线性部分的结构信息。作为特例，也对Lipschitz非线性多柔性机器臂系统一致性的情况进行了研究。（3）基于Matlab平台对多柔性机器臂系统进行了一致性算法的数值仿真。对单边Lipschitz非线性柔性多机器臂系统、基于观测器的单边Lipschitz非线性多机器臂系统和带自适应协议的一般Lipschitz非线性多柔性机器臂系统等的一致性算

8、法分别进行了数值仿真。仿真结果验证了本文给出的一致性算法的有效性。I关键词：多柔性机器臂，多自主体，自适应，一致性，Lipschitz，单边LipschitzIICONSENSUSCONTROLOFFLEXIBLEMULTIPLEROBOTICARMSYSTEM