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基于改进FWN的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法技术

技术编号:45908231 阅读:17 留言:0更新日期:2025-07-22 21:32
本发明专利技术公开了一种基于改进FWN的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,包括:构建柔性臂空间机器人系统的动力学模型,结合本体的姿态及关节铰的控制力矩受到幅值和幅值变化率的约束构建力矩双域约束控制系统数学模型;构建基于改进模糊小波网络的力矩双域约束控制器,其满足力矩双域约束控制系统数学模型,对应的控制律包括改进模糊小波网络控制律和改进模糊小波网络的参数自调节控制律;利用力矩双域约束控制器所产生的经过双域约束后的控制力矩调节机器人的本体姿态角、关节角以及柔性臂的变形坐标和振动振幅,直至达到控制目标。本发明专利技术解决关节驱动机构力矩幅值及变化率双域约束考量不足引发的作动器饱和效应与动态性能劣化问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械臂控制领域,具体涉及一种改进fwn的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法。


技术介绍

1、在柔性臂空间机器人长期在轨服务场景中,执行机构的物理特性对关节作动器的输出力矩提出了严格的双重约束:其一为力矩幅值的饱和限制,其二为力矩幅值变化率的动态阈值。力矩幅值饱和会显著降低系统控制性能,引发轨迹跟踪偏差甚至失稳风险;而力矩幅值变化率的骤增则会诱发高频震颤,加剧机械损耗并威胁任务可靠性。如何协同处理力矩幅值-变化率双域动态约束,成为空间机器人高精度抗饱和控制的核心挑战。

2、当前工程实践中,针对上述问题仍存在以下技术瓶颈:

3、(1)双域约束动态解耦不足:现有抗饱和控制研究多聚焦于单一力矩幅值受限场景,通过饱和补偿或限幅设计抑制幅值超限问题,但对力矩幅值变化率的时变边界缺乏动态建模能力。幅值-变化率耦合约束下的控制策略易引发高频振荡或响应滞后,难以实现双域边界的自适应协同调控。

4、(2)智能方法实时性受限:基于rbf神经网络的非线性逼近方法虽能部分补偿系统不确定性,但其多层前馈结构与梯度反向传播机制导致计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于改进FWN的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于改进FWN的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,其特征在于,构建平动自由度未主动控制以及姿态运动存在伺服约束条件下的柔性臂空间机器人系统的动力学模型,具体包括:

3.根据权利要求2所述的基于改进FWN的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,其特征在于,在所述柔性臂空间机器人系统中的本体的姿态及关节铰的控制力矩受到幅值和幅值变化率的约束条件下结合所述柔性臂空间机器人系统的动力学模型构建力矩双域约束控制系统数学模型,具体包括:p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种基于改进fwn的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于改进fwn的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,其特征在于,构建平动自由度未主动控制以及姿态运动存在伺服约束条件下的柔性臂空间机器人系统的动力学模型,具体包括:

3.根据权利要求2所述的基于改进fwn的柔性臂空间机器人力矩双域约束控制方法,其特征在于,在所述柔性臂空间机器人系统中的本体的姿态及关节铰的控制力矩受到幅值和幅值变化率的约束条件下结合所述柔性臂空间机器人系统的动力学模型构建力矩双域约束...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁捷贾继德徐克虎
申请(专利权)人:厦门工学院
类型:发明
国别省市:

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