我校在“欠驱动机械系统”领域研究取得新进展

作者: 时间:2018-06-27 点击数:

(通讯员  张妍 张盼)我校自动化学院先进控制与智能自动化研究所(复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室)赖旭芝教授团队在平面欠驱动机械系统的稳定控制研究中取得进展,相关成果发表在国际著名期刊《Information Sciences》(T1)上。

平面欠驱动机械系统(Planar Underactuated Mechanical System)是一类在水平面内运动且不受重力约束影响的欠驱动系统,由于太空和深海机械设备在正常操控下都存在失重现象,这类系统在太空及深海等微重力环境中普遍存在。然而平面欠驱动机械系统通常具有复杂的非线性和非完整特性,从而无法使用目前成熟的线性系统控制理论对其进行控制。具体以第一关节为欠驱动关节的平面三连杆机械臂为例,该团队通过详细分析系统的动力学方程,发现此类系统属于一阶非完整系统,有且仅有角速度约束关系;在此基础上,假设系统两个驱动关节角速度成一定比例,通过数值计算和仿真验证表明这种假设下,系统驱动关节与驱动关节之间存在一定的角度约束关系;充分利用约束,该团队设计差分进化算法进行优化求解各关节的目标角度,设计了一组快速有效的状态反馈控制器;实验数值仿真验证了所设计控制方法的有效性。

该项研究成果是在国家自然科学基金(NO. 61773353)、湖北省自然科学基金(NO. 2015CFA010)和111引智计划(NO. B17040)的共同支持下完成的。论文在赖教授指导下,由自动化学院先进控制与智能自动化研究所2017级博士生张盼发表,张盼博士2017年受学校研究生国际合作交流基金项目111引智计划”项目的资助前往加拿大Concordia University进行联合培养。

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020025518304298

https://doi.org/10.1016/j.ins.2018.05.054

Pan Zhang, Xuzhi Lai*, Yawu Wang, Chun-Yi Su, Min Wu. A quick position control strategy based on optimization algorithm for a class of first-order nonholonomic system [J]. Information Sciences, 2018, 460-461: 264-278.

 

 

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