氣液聯(lián)控系統(tǒng)柔順力的魯棒控制研究.pdf

1、氣液聯(lián)控伺服系統(tǒng)是將可壓縮性小、粘度較大的液體介質(zhì)引入到常規(guī)氣壓伺服系統(tǒng)中進(jìn)行控制而構(gòu)成的一種新型的氣、液介質(zhì)復(fù)合控制系統(tǒng)。它將氣體介質(zhì)“柔”的特性與液體介質(zhì)“剛”的特性融為一體，既保持了氣動(dòng)系統(tǒng)所具有的快速性的優(yōu)點(diǎn)，又具有較好的剛度。此特點(diǎn)對于機(jī)器人的柔順力控制非常有利，故此本課題針對氣液聯(lián)控伺服系統(tǒng)進(jìn)行了柔順力控制的研究。
　　本文總結(jié)了氣液聯(lián)控伺服系統(tǒng)的發(fā)展背景及研究現(xiàn)狀，以阻抗控制為氣液聯(lián)控系統(tǒng)柔順力控制框架結(jié)構(gòu)，闡述了魯

2、棒控制策略及其控制中的關(guān)鍵問題。通過對國內(nèi)外相關(guān)研究的分析，確定了本文的主要研究方向。
　　為進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，本文對已有的氣液聯(lián)控系統(tǒng)模型進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)建立的系統(tǒng)模型非線性嚴(yán)重，同時(shí)開關(guān)閥由PWM數(shù)字量控制，更加劇了整個(gè)系統(tǒng)的非線性，于是作者提出了對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行辨識。采用頻譜分析方法，得到了氣液聯(lián)控系統(tǒng)辨識后的線性模型，為下一步的魯棒控制打好了基礎(chǔ)。
　　內(nèi)環(huán)位置控制器是影響柔順力控制性能的關(guān)鍵，本文根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)存在不

3、確定性，提出了魯棒控制方法。首先介紹了基本概念，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過反復(fù)設(shè)計(jì)，得到控制器需要的補(bǔ)靈敏度函數(shù)的加權(quán)函數(shù)和靈敏度函數(shù)的加權(quán)函數(shù)，通過迭代后得到理想的魯棒控制器，對其進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果表明魯棒控制在保持了系統(tǒng)魯棒性的同時(shí)，也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　最后，在已搭建的氣液聯(lián)控柔順力控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺基礎(chǔ)上，加入外界環(huán)境模擬系統(tǒng)，包括電阻式位移傳感器和氣缸。在整個(gè)系統(tǒng)加入穩(wěn)壓閥，使得氣源壓力變化范圍由0.4MP-0.