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FUZZY MODEL-FOLLOWING ADAPTIVE CONTROL DESIGN FOR ROBOT MANIPULATORS
1
作者 Zhao Dongbiao Zhu Jianying (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics) 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 1995年第2期97-103,共7页
The increasing demand on robotic system performance leads to the use of advanced con- trol strategies. This paper proposes a method of nonlinear feedback control introducing fuzzy infer- ence into model-following adap... The increasing demand on robotic system performance leads to the use of advanced con- trol strategies. This paper proposes a method of nonlinear feedback control introducing fuzzy infer- ence into model-following adaptive control for the nonlinear robot manipulator systems. The fuzzy inference is introduced to treat the nonlinearities of the control systems. Furthermore, the stability of the system is discussed by the fuzzy stability theory based on the Lyapunov's direct method. In the closed loop, the robotic system asymptotically converge to the reference trajectory with a pre- scribed transient response. 展开更多
关键词 robot manipulator fuzzy set model-following adaptive control
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FUZZY ADAPTIVE CONTROL OF FLEXIBLE-LINK ROBOT MANIPULATOR 被引量:1
2
作者 倪受东 吴洪涛 +1 位作者 袁祖强 嵇海平 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2004年第3期200-205,共6页
A fuzzy adaptive control method is proposed for a flexible robot manipulator. Due to the structure characteristics of the flexible manipulator, the vibration modes must be controlled to realize the high-precision tip ... A fuzzy adaptive control method is proposed for a flexible robot manipulator. Due to the structure characteristics of the flexible manipulator, the vibration modes must be controlled to realize the high-precision tip position. The Lagrangian principle is utilized to model the dynamic function of the single-degree flexible manipulator incorporating the assumed modes method. Simulation results of the fuzzy adaptive control method in the location control and the trajectory tracking with different tip disturbances are presented and compared with the results of the classic PD control. It shows that the controller can obtain the stable and robust performance. 展开更多
关键词 flexible robot manipulator Lagrangian function assumed mode method fuzzy adaptive control
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ADAPTIVE FUZZY CONTROL FOR ROBOT ARM MANIPULATOR WITH 5-DOF 被引量:1
3
作者 Farooq M 王道波 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2007年第1期43-47,共5页
To control the robot and track the designed trajectory with uncertain disturbances in a specified precision range, an adaptive fuzzy control scheme for the robot arm manipulator is discussed. The controller output err... To control the robot and track the designed trajectory with uncertain disturbances in a specified precision range, an adaptive fuzzy control scheme for the robot arm manipulator is discussed. The controller output error method (COEM) is used to design the adaptive fuzzy controller. A few or all of the parameters of the controller are adjusted by using the gradient descent algorithm to minimize the output error. COEM is adopted in the adaptive control system for the robot arm manipulator with 5-DOF. Simulation results show the effectiveness of the method and the real time adjustment of the parameters. 展开更多
关键词 robotic arm manipulator adaptive fuzzy control controller output error method (COEM) gradient descent algorithm
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Adaptive Fuzzy Backstepping Tracking Control for Flexible Robotic Manipulator 被引量:15
4
作者 Wanmin Chang Yongming Li Shaocheng Tong 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI CSCD 2021年第12期1923-1930,共8页
In this paper,an adaptive fuzzy state feedback control method is proposed for the single-link robotic manipulator system.The considered system contains unknown nonlinearfunction and actuator saturation.Fuzzy logic sys... In this paper,an adaptive fuzzy state feedback control method is proposed for the single-link robotic manipulator system.The considered system contains unknown nonlinearfunction and actuator saturation.Fuzzy logic systems(FLSs)and a smooth function are used to approximate the unknownnonlinearities and the actuator saturation,respectively.By com-bining the command-filter technique with the backsteppingdesign algorithm,a novel adaptive fuuzy tracking backsteppingcontrol method is developed.It is proved that the adaptive fuuzycontrol scheme can guarantee that all the variables in the closed-loop system are bounded,and the system output can track thegiven reference signal as close as possible.Simulation results areprovided to illustrate the effectiveness of the proposed approach. 展开更多
关键词 Actuator saturation backstepping design command-filter technique flexible robotic manipulator fuzzy adaptive control
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An Adaptive Fuzzy Controller for Trajectory Tracking of Robot Manipulator 被引量:4
5
作者 Amol A. Khalate Gopinathan Leena Goshaidas Ray 《Intelligent Control and Automation》 2011年第4期364-370,共7页
In this paper, an adaptive fuzzy control algorithm is proposed for trajectory tracking of an n-DOF robot manipulator subjected to parametric uncertainty and it is advantageous compared to the conventional nonlinear sa... In this paper, an adaptive fuzzy control algorithm is proposed for trajectory tracking of an n-DOF robot manipulator subjected to parametric uncertainty and it is advantageous compared to the conventional nonlinear saturation controller. The asymptotic stability of the proposed controller has been derived based on Lyapunaov energy function. The design procedure is straightforward due to its simple fuzzy rules and control strategies. The simulation results show that the present control strategy effectively reduces the control effort with negligible chattering in control torque signals in comparison to the existing nonlinear saturation controller. 展开更多
关键词 PARAMETRIC UNCERTAINTY Lyapunov’s Stability adaptive control fuzzy control robotIC manipulator
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Adaptive-backstepping force/motion control for mobile-manipulator robot based on fuzzy CMAC neural networks 被引量:2
6
作者 Thang-Long MAI Yaonan WANG 《Control Theory and Technology》 EI CSCD 2014年第4期368-382,共15页
In this paper, an adaptive backstepping fuzzy cerebellar-model-articulation-control neural-networks control (ABFCNC) system for motion/force control of the mobile-manipulator robot (MMR) is proposed. By applying t... In this paper, an adaptive backstepping fuzzy cerebellar-model-articulation-control neural-networks control (ABFCNC) system for motion/force control of the mobile-manipulator robot (MMR) is proposed. By applying the ABFCNC in the tracking-position controller, the unknown dynamics and parameter variation problems of the MMR control system are relaxed. In addition, an adaptive robust compensator is proposed to eliminate uncertainties that consist of approximation errors, uncertain disturbances. Based on the tracking position-ABFCNC design, an adaptive robust control strategy is also developed for the nonholonomicconstraint force of the MMR. The design of adaptive-online learning algorithms is obtained by using the Lyapunov stability theorem. Therefore, the proposed method proves that it not only can guarantee the stability and robustness but also the tracking performances of the MMR control system. The effectiveness and robustness of the proposed control system are verified by comparative simulation results. 展开更多
关键词 Backstepping control fuzzy CMAC (cerebellar model articulation controller) neural networks adaptive robustcontrol Mobile-manipulator robot
原文传递
基于模糊基函数网络的机械臂免模型输出反馈PD控制 被引量:5
7
作者 张文辉 齐乃明 李运迁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期163-170,共8页
针对无速度信息的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种带观测器的机械臂免模型模糊基函数网络输出反馈PD控制。所设计的模糊基函数网络被用来估计关节速度,并同时用来补偿系统的未知不确定。网络的权值及参数调整采用混合算法,且能够在... 针对无速度信息的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种带观测器的机械臂免模型模糊基函数网络输出反馈PD控制。所设计的模糊基函数网络被用来估计关节速度,并同时用来补偿系统的未知不确定。网络的权值及参数调整采用混合算法,且能够在线自适应实时调整,不需要离线学习阶段。所提出的观测器及控制器均不需要任何的机械臂动态模型(包括惯性矩阵逆),并通过引入PD控制使整个方案更易工程实现。基于Lyapunov理论证明了整个闭环系统一致最终有界。两关节机械臂试验结果进一步证明了这种基于观测器的反馈控制算法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 观测器 输出反馈控制 模糊基函数 自适应控制 李亚普诺夫理论
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焊缝跟踪的变论域自适应模糊控制 被引量:9
8
作者 叶建雄 张华 杨武强 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期32-34,共3页
针对单纯的模糊控制器在焊接机器人的焊缝跟踪中的控制精度欠佳、自适应性不强等问题,设计了一种论域可调整的自适应模糊控制器,利用控制偏差和偏差的变化作为输入量,通过偏差和偏差变化率来自动调整变量的论域,从而提高控制精度。通过... 针对单纯的模糊控制器在焊接机器人的焊缝跟踪中的控制精度欠佳、自适应性不强等问题,设计了一种论域可调整的自适应模糊控制器,利用控制偏差和偏差的变化作为输入量,通过偏差和偏差变化率来自动调整变量的论域,从而提高控制精度。通过系统仿真,得到了很好的控制效果,使控制精度差和自适应能力不强等问题都得到了解决。 展开更多
关键词 论域可调 模糊控制器 自适应 仿真
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基于广义双曲正切模型的机器人鲁棒模糊自适应控制 被引量:2
9
作者 高道祥 薛定宇 +1 位作者 陈大力 杜天容 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期737-742,共6页
利用广义模糊双曲正切模型的全局逼近特点,设计一种模糊自适应控制器用于机器人轨迹跟踪控制.广义双曲正切模型利用输入变量的平移能以任意精度逼近系统的不确定动态.对于系统不确定外界干扰和模糊系统的逼近误差,通过求解一个线性矩阵... 利用广义模糊双曲正切模型的全局逼近特点,设计一种模糊自适应控制器用于机器人轨迹跟踪控制.广义双曲正切模型利用输入变量的平移能以任意精度逼近系统的不确定动态.对于系统不确定外界干扰和模糊系统的逼近误差,通过求解一个线性矩阵不等式来保证闭环系统的鲁棒稳定性.对比传统的模糊基函数,在保证系统跟踪精度的前提下,双曲正切模糊基函数的自适应调整参数大大减少,仿真表明该控制算法具有较强的鲁棒性能和较好的跟踪性能. 展开更多
关键词 模糊自适应控制 鲁棒控制 广义双曲正切模型 线性矩阵不等式 机器人
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分数阶模糊自抗扰的机器人手臂跟踪控制 被引量:7
10
作者 刘红艳 周彦 母三民 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期892-897,共6页
为了解决传统控制方法在处理机器人手臂多关节运动轨迹控制问题时的精度低、稳态误差大、响应速度慢等缺点,提出一种基于分数阶模糊自抗扰控制器的机器人手臂轨迹跟踪控制方法:利用跟踪微分器,实现关节速度和加速度的无传感器提取;采用... 为了解决传统控制方法在处理机器人手臂多关节运动轨迹控制问题时的精度低、稳态误差大、响应速度慢等缺点,提出一种基于分数阶模糊自抗扰控制器的机器人手臂轨迹跟踪控制方法:利用跟踪微分器,实现关节速度和加速度的无传感器提取;采用分数阶PID控制器,实现本质上为分数阶系统的机器人手臂的无差控制;利用模糊控制,实现分数阶PID参数的实时优化,提高系统整体控制性能。通过仿真实验对比了所提方法与传统PID控制器的控制性能,MATLAB/SIMULINK中的仿真结果表明,提出的控制器在轨迹跟踪的响应速度和稳态误差等方面具有非常明显的优越性。 展开更多
关键词 机器人手臂 轨迹跟踪 分数阶模糊自抗扰控制 传感器 稳态误差
原文传递
基于模糊增益调整的双关节机械手滑模轨迹跟踪控制 被引量:8
11
作者 高强 王晨光 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第11期78-81,110,共5页
为了消除双关节机械手系统中存在的摩擦、外界扰动及负载变化等问题,得到高精度的快速位置跟踪轨迹,可采用保证系统稳定性的滑模控制来实现,但在控制过程中系统会存在抖动问题。为此,引入了自适应模糊系统,实现系统滑模控制中切换增益... 为了消除双关节机械手系统中存在的摩擦、外界扰动及负载变化等问题,得到高精度的快速位置跟踪轨迹,可采用保证系统稳定性的滑模控制来实现,但在控制过程中系统会存在抖动问题。为此,引入了自适应模糊系统,实现系统滑模控制中切换增益的自适应逼近,完成控制区间范围内的抑制抖动。仿真结果表明:该方法通过选取控制律和李雅普诺夫函数,证明了系统具有渐进稳定性;并且实现了系统位置及速度等参数的高精度轨迹跟踪控制,又很好抑制了滑模控制中存在的抖动问题,满足了系统高精度的轨迹跟踪控制。 展开更多
关键词 机械手 滑模控制 模糊系统 自适应增益调整
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基于模糊自适应不确定性机械臂的轨迹跟踪控制 被引量:20
12
作者 杜慧秋 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期238-242,共5页
针对一类不确定性机械臂的轨迹跟踪问题,提出了一种计算力矩加模糊补偿器的控制方案,计算力矩用来控制系统的标称部分,模糊补偿器用来控制系统的不确定部分,模糊补偿器的参数基于Lynapunov稳定性理论自适应调节,整个控制器保证了闭环系... 针对一类不确定性机械臂的轨迹跟踪问题,提出了一种计算力矩加模糊补偿器的控制方案,计算力矩用来控制系统的标称部分,模糊补偿器用来控制系统的不确定部分,模糊补偿器的参数基于Lynapunov稳定性理论自适应调节,整个控制器保证了闭环系统的渐近稳定。在二自由度机械臂上的仿真验证了本文算法的有效性。 展开更多
关键词 不确定性 轨迹跟踪控制 机械臂 模糊自适应 计算力矩 控制系统 自适应调节 稳定性理论 补偿器 跟踪问题 控制方案 渐近稳定 闭环系统 仿真验证 二自由度 控制器 算法
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机器人操作器的自适应模糊滑模控制器设计 被引量:4
13
作者 孙炜伟 武玉强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期397-402,共6页
针对机器人动力学系统提出了一种基于模糊逻辑的自适应模糊滑模控制方案.根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力设计控制器,基于李雅谱诺夫方法设计自适应律,证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.控制结构简单,不需... 针对机器人动力学系统提出了一种基于模糊逻辑的自适应模糊滑模控制方案.根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力设计控制器,基于李雅谱诺夫方法设计自适应律,证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.控制结构简单,不需要复杂的运算.该设计方案柔化了控制信号,减轻了一般滑模控制的抖振现象.仿真结果表明了所提控制策略的有效性. 展开更多
关键词 滑模控制 模糊系统 自适应模糊滑模控制 机器人操作器
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基于广义双曲正切模型的机器人模糊自适应控制 被引量:3
14
作者 高道祥 薛定宇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1124-1128,1133,共6页
利用广义模糊双曲正切模型的全局逼近特点,设计一种直接模糊自适应控制器用于机器人轨迹跟踪控制.模糊控制器的输入变量经过平移变化后得到的广义输入变量能够覆盖整个输入空间,因此,模糊控制器能以任意精度逼近系统的最优控制;由于双... 利用广义模糊双曲正切模型的全局逼近特点,设计一种直接模糊自适应控制器用于机器人轨迹跟踪控制.模糊控制器的输入变量经过平移变化后得到的广义输入变量能够覆盖整个输入空间,因此,模糊控制器能以任意精度逼近系统的最优控制;由于双曲正切模型的特殊结构,在保证跟踪精度的同时,避免了因模糊子集数目增加而带来的计算负担的增加,满足了机器人实时控制的需要.仿真结果表明,该控制算法具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性. 展开更多
关键词 机器人 模糊控制 广义双曲正切模型 直接自适应控制
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机械手自适应模糊控制器设计 被引量:4
15
作者 刘彦忠 戴学丰 刘艳菊 《微计算机信息》 北大核心 2006年第06S期111-113,共3页
本文提出了一种自适应模糊控制器用于机械手轨迹跟踪控制,该控制器通过对训练数据的聚类分析提取典型数据送入神经网络学习,得到的控制规则更加适用,在线控制时可以自动调整神经网络的结构以及隶属函数的参数。仿真实验表明该控制器能... 本文提出了一种自适应模糊控制器用于机械手轨迹跟踪控制,该控制器通过对训练数据的聚类分析提取典型数据送入神经网络学习,得到的控制规则更加适用,在线控制时可以自动调整神经网络的结构以及隶属函数的参数。仿真实验表明该控制器能够对机械手实时控制,而且精度较高。 展开更多
关键词 聚类分析 模糊控制器 自适应 机械手
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考虑未知负载的机械臂任务空间模糊跟踪控制 被引量:1
16
作者 徐恩华 徐燕 黄宇飞 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期7-13,共7页
针对机械臂任务空间控制中动力学参数及负载均未知,导致末端轨迹跟踪难以实现的问题,提出了一种自适应模糊控制器(AFC)设计方法。采用一个滤波器滤除由末端位置微分获得的速度信号中的噪声;根据关节速度与Jacobian矩阵估计末端速度,并... 针对机械臂任务空间控制中动力学参数及负载均未知,导致末端轨迹跟踪难以实现的问题,提出了一种自适应模糊控制器(AFC)设计方法。采用一个滤波器滤除由末端位置微分获得的速度信号中的噪声;根据关节速度与Jacobian矩阵估计末端速度,并将估计误差引入控制器设计;通过另一个滤波器对误差函数进行处理。控制律由两部分组成,第一部分是一个模糊逻辑系统的输出,用来逼近机械臂动力学模型中包含摩擦等在内的非线性环节;第二部分是一个鲁棒项,用来减小系统外部扰动及模糊逼近误差带来的影响。通过Lyapunov方法设计控制器并证明了闭环系统的稳定性。Matlab环境下的对比仿真表明,本文所提方法下,机械臂末端跟踪轨迹平滑,且保持较高的跟踪精度。 展开更多
关键词 机械臂 任务空间 模糊逻辑系统 自适应控制 未知参数
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机器人系统的自适应模糊滑模控制算法仿真 被引量:1
17
作者 孙炜伟 张建东 武玉强 《曲阜师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2005年第3期5-9,共5页
针对具有参数不确定性的机器人动力学系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制方案.控制结构中采用模糊系统去自适应补偿过程的不确定性.利用Lyapunov定理证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误... 针对具有参数不确定性的机器人动力学系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制方案.控制结构中采用模糊系统去自适应补偿过程的不确定性.利用Lyapunov定理证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.仿真结果表明了所提控制策略的有效性. 展开更多
关键词 自适应模糊滑模控制器 模糊逻辑 切换面 机器人操作器
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基于模糊自适应差分进化算法的机器人手臂运动控制研究 被引量:1
18
作者 李荣 王华君 +1 位作者 徐燕华 孟德建 《微型电脑应用》 2016年第3期27-29,32,共4页
现实应用中机器人机械手需要精确的运动控制来操作目标,针对机械手运动的高度非线性和复杂的运动模型,提出了一种基于模糊自适应差分进化(FADE)算法的机器人手臂运动控制方案。利用进化过程来获取运动模型的最优解,利用模糊逻辑控制器... 现实应用中机器人机械手需要精确的运动控制来操作目标,针对机械手运动的高度非线性和复杂的运动模型,提出了一种基于模糊自适应差分进化(FADE)算法的机器人手臂运动控制方案。利用进化过程来获取运动模型的最优解,利用模糊逻辑控制器自适应调节突变因子(F)和交叉率(CR),避免进化过程过早收敛陷入局部最优解。以CRS A456机械手为实验对象,实验结果表明,与最小二乘法和传统差分进化方法相比,FADE方案具有最优的估计性能。 展开更多
关键词 机械手臂 机器人 模糊自适应控制 差分进化算法 参数估计 运动控制
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基于BP神经网络的机械臂模糊自适应PID控制 被引量:2
19
作者 张文庆 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2008年第5期599-604,共6页
机械臂属于强耦合多变量的典型非线性系统,常规的控制策略难以取得满意的控制效果。采用基于BP神经网络的模糊自适应PID控制策略,解决了原有PID控制的参数自适应能力弱、鲁棒性较差的问题。该方法采用BP神经网络动态调整PID控制器参数,... 机械臂属于强耦合多变量的典型非线性系统,常规的控制策略难以取得满意的控制效果。采用基于BP神经网络的模糊自适应PID控制策略,解决了原有PID控制的参数自适应能力弱、鲁棒性较差的问题。该方法采用BP神经网络动态调整PID控制器参数,使之能够随时满足控制精度的需要,改善系统的控制性能。仿真实验结果表明:所提的控制策策略实现简单,同时具有较高的控制精度。 展开更多
关键词 机械臂 非线性控制 模糊自适应PID控制 BP神经网络
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冗余度机器人变负载预测模糊自适应滑模控制 被引量:10
20
作者 贺军 骆敏舟 +2 位作者 赵江海 徐林森 李涛 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期994-1000,1007,共8页
提出了基于变负载卡尔曼预测模糊自适应滑模控制算法(AFSMCK),该算法可实现冗余度机器人在变负载情况下的精确控制。该方法有效的解决了机器人因模型不确定以及末端变负载对机器人系统的影响,实现机器人的稳定控制。设计出一个基于迭代... 提出了基于变负载卡尔曼预测模糊自适应滑模控制算法(AFSMCK),该算法可实现冗余度机器人在变负载情况下的精确控制。该方法有效的解决了机器人因模型不确定以及末端变负载对机器人系统的影响,实现机器人的稳定控制。设计出一个基于迭代算法的卡尔曼预测控制器可精确预测变负载的大小。采用自适应模糊逻辑算法,逼近滑模控制器中的切换增益,消除滑模控制的抖动问题。根据李亚普洛夫理论设计了滑模控制律和自适应控制律,进一步保证了闭环系统的稳定性。提出的理论和控制方法通过仿真实验进一步得到了验证。 展开更多
关键词 机器人控制 模糊逻辑 自适应控制 冗余度机器人 卡尔曼预测控制
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