《机电工程》杂志社科技期刊核心期刊论文投稿机电一体化机械、仪表电工自动化、计算机浙江大学主办

《机电工程》杂志，月刊( 详细... )

中国标准连续出版物号： ISSN 1001-4551 CN 33-1088/TH
主办单位：浙江省机电集团有限公司
浙江大学
主编：陈晓
副主编：唐任仲、罗向阳(执行主编)
总经理：罗向阳
出版：浙江《机电工程》杂志社有限公司
地址：杭州市上城区延安路95号浙江省机电集团大楼二楼211、212室
电话Tel：+86-571-87041360、87239525
E-mail：meem_contribute@163.com
国外发行：中国国际图书贸易总公司
订阅：全国各地邮局 国外代号：M3135
国内发行：浙江省报刊发行局
邮发代号：32-68
广告发布登记证：杭上市管广发G-001号

在线杂志	当前位置：机电工程 >>在线杂志

考虑变有效载荷的机械臂自适应PID控制

作者：丁荣乐,侯旋,孙文建日期：2022-05-19/span> 浏览：1367 查看PDF文档

考虑变有效载荷的机械臂自适应PID控制*

丁荣乐1,侯旋2,孙文建2,3

(1.南京机电职业技术学院自动化系,江苏南京 211306;2.运城职业技术大学印刷工程系,

山西运城 044000;3.太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原 030024)

摘要:针对现有PID方法难以适用于机械臂变有效载荷工况下的控制问题,提出了一种考虑变有效载荷的机械臂自适应PID控制策略。首先,构建了变有效载荷条件下的机械臂动力学模型,探讨了经典PID在变有效载荷条件下进行机械臂控制的缺陷;然后,基于离散域中时延控制(TDC）与PID控制之间的等价性,设计了一种自适应PID控制律,确定了该自适应PID控制策略的各增益系数,分析了该方法的优势,并给出了增益系数整定方法;结合Lyapunov理论,进一步证明了该控制策略的稳定性,明确了该方法应对机械臂有效载荷变化的鲁棒性;最后,通过仿真分析与物理实验,验证了该控制策略的有效性与变有效载荷条件下的鲁棒性。研究结果表明:与经典PID控制以及现有自适应PID控制相比,该控制方法在保证控制精度相同的前提下,对于较大幅度有效载荷变化工况(致使关节惯性最多增加124.4%）下的机械臂控制,其鲁棒性更强;该控制方法并可为后续更为复杂精准的自适应控制方法的提出提供参考。

关键词:机械臂;变有效载荷;自适应PID控制;时延控制;Lyapunov理论

本文引用格式:

丁荣乐,侯旋,孙文建.考虑变有效载荷的机械臂自适应PID控制［J］.机电工程,2022,39(3):291-299.

DING Rong-le, HOU Xuan, SUN Wen-jian. Adaptive PID controlling method for robotic manipulators considering variable payloads［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(3):291-299.