[發(fā)明專利]固態(tài)釀酒翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711287126.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108132602B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周軍超
• 申請（專利權(quán)）人: 四川理工學(xué)院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 重慶謝成律師事務(wù)所 50224
• 代理人: 鄔劍星

本發(fā)明公開了一種固態(tài)釀酒翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模自適應(yīng)控制方法，包括以下步驟：S1：建立包括n個關(guān)節(jié)的翻曲機(jī)械手動力學(xué)模型；S2：將所述翻曲機(jī)械手動力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為無量綱動力學(xué)方程，并將所述無量綱動力學(xué)方程轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間方程，得到需要的控制變量；S3：建立翻曲機(jī)械手的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模控制系統(tǒng)，設(shè)計基于線性反饋的滑模控制系統(tǒng)的控制律，將所述控制變量作為所述控制律的輸入，對翻曲機(jī)械手進(jìn)行自適應(yīng)控制；S4：驗(yàn)證翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模自適應(yīng)控制的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固態(tài)釀酒翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)

針對曲房的搬運(yùn)以和翻轉(zhuǎn)的自動化設(shè)備不高，且翻曲機(jī)械手處于懸掛式， 因此在高速重載的情況下，機(jī)械手的抖動較大。

隨著機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械手應(yīng)用于白酒釀造以及翻曲中來代替白酒釀 造過程中人類勞動。翻曲機(jī)械手采用關(guān)節(jié)型，是一種非線性、多輸入的串聯(lián)結(jié) 構(gòu)機(jī)械手。通過各個關(guān)節(jié)伺服控制來實(shí)現(xiàn)翻曲機(jī)械手末端執(zhí)行器的控制。

關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)是一個高度非線性的系統(tǒng)，運(yùn)動過程中常存在干擾因素，建 立其精確的運(yùn)動控制模型比較困難，為了解決上述問題PID、自適應(yīng)控制、滑 模控制等應(yīng)用機(jī)械手控制中。

公開號為CN104889997A的發(fā)明公開了一種固態(tài)釀造翻曲高精度定位的機(jī) 械手控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括主控制器、攝像機(jī)、激光測距儀、電源模塊、 第一光電傳感器、第二光電傳感器和分控制器；公開號為CN205774444U的實(shí) 用新型專利公開了一種絲桿傳動型曲房翻曲夾持機(jī)構(gòu)；公開號為CN 205802429 U的實(shí)用新型專利公開了一種四連桿機(jī)構(gòu)型曲房翻曲夾持機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架和若 干對夾持板，所述機(jī)架上水平安裝導(dǎo)軌。以上專利均未對翻曲機(jī)械手抖振以及 控制策略涉及。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種固態(tài)釀酒翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模自適應(yīng)控制方 法，以解決現(xiàn)有滑模控制中存在的抖振現(xiàn)象的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種固態(tài)釀酒翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模 自適應(yīng)控制方法，包括以下步驟：

S1：建立包括n個關(guān)節(jié)的翻曲機(jī)械手動力學(xué)模型；

S2：將所述翻曲機(jī)械手動力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為無量綱動力學(xué)方程，并將所述無 量綱動力學(xué)方程轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間方程，得到需要的控制變量；

S3：建立翻曲機(jī)械手的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模控制系統(tǒng)，設(shè)計基于線性反饋的滑模 控制系統(tǒng)的控制律，將所述控制變量作為所述控制律的輸入，對翻曲機(jī)械手進(jìn) 行自適應(yīng)控制；

S4：驗(yàn)證翻曲機(jī)械手神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模自適應(yīng)控制的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，所述步驟S1具體包括：

S11：令翻曲機(jī)械手被控對象描述方程為：

其中，b0；θ為角度；為角速度，u為控制信號輸入，f_d為外加干擾信 號，和b為未知量；

S12：利用拉格朗日方法，建立包括n個關(guān)節(jié)翻曲機(jī)械手受摩擦力、未建模 態(tài)和外加的擾動的影響條件下的動力學(xué)模型：

令

則有

其中，M_n,為確定量；ΔM和為不確定量。

則包括n關(guān)節(jié)的機(jī)器人動力學(xué)模型可改寫為：