Адаптивное управление манипуляторами с упругими звеньями
Диссертация
Стремительный рост ресурсов и быстродействия средств вычислительной техники делает возможным осуществлять управление перемещением манипулятора с заданной точностью и с допустимой амплитудой колебаний в режиме реального времени за счет реализации методов управления, базирующихся на применении искусственных нейронных сетей, способных к самообучению, адаптации к постоянно изменяющимся условиям… Читать ещё >
Список литературы
- Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. -М.:Мир, 1989. -624с.
- Елисеев С.В., Кузнецов Н. К., Лукьянов А. В. Управление колебаниями роботов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. -317 с.
- Аль-Кхаиит Саад Загхлюл Сайд. Робот-манипулятор с модифицированными динамическими характеристиками // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2007. — Специальный выпуск «Проблемы мехатроники — 2006». С. 62−66.
- Черноусько Ф.Л., Болотник Н. Н., Градецкий В. Г. Манипуляционные роботы: динамика, управление, оптимизация. —М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1989. 368 с.
- Зенкевич С.Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами: Учебник для вузов. — 2-е изд. Исправ. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 480с.
- Manfred D. М. S. Tip Velocity Tracking Control for Elastic Manipulators // Ph.D. Thesis / University of Toronto. Toronto, 1998.
- Робототехника / Ю. Д. Андрианов, Э. П. .Бобриков, В. Н. Гончаренко и др.- Под Ред. Е. П. Попова, Е. И. Юревича. -М.: Машиностроение, 1984. -288 с.
- Лукьянов А.А. Моделирование движений упругих манипуляторов и мобильных роботов.-Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2003.-304 с.
- Meirovitch L. Analytical Methods in Vibrations. New York: The Macmillan Company, 1967.
- Modelling and control of flexible robot arms / H. Kanoh, S. Tzafestas, Ho Gil Lee, J. Kalat // IEEE: Proceedings of 25th Conference on Decision and Control.-Athens, Greece, 1986.-P. 1866−1870.
- Piedboeuf J.-C. Introduction ala modelisation des robots flexibles // Tech. Rep. EPM/RT-92/14, Ecole Polytechnique de Montreal, Aug. 1992.
- Hodges D.H., Ormiston R. A., Peters D.A. On the nonlinear deformation geometry of Euler-Bernoulli beams // Tech. Rep., NASA, 1980. P. 1566.
- Simo J.C., Vu-Quoc L. The role of non-linear theories intransient dynamic analysis of flexible structures// Journal of Sound and Vibration-1987—Vol. 119, № 3—P.487−508.
- Padilla C.E., von Flotow A. H. Nonlinear strain-displacement relations and flexible multibody dynamics // Journal of Guidance, Control and Dynamics— 1992.-Vol. 15, № 1.-P. 128−136.
- Shaff I. Geometric stiffening in multibody dynamics formulations// Journal of Guidance, Control and Dynamics. -1995.-Vol. 18, № 4.-P.882−890.
- Piedboeuf J-.C. The Jacobian matrix for a flexible manipulator // Journal of Robotic Systems. 1995. -Vol. 12, № .11. — P. 709−726.
- Hughes P.C. Space structure vibration mode: How many exist? Which ones are important // IEEE Control Magazine. -1987. -P. 22−28. -Feb. 1987.
- Коловский M.3., Слоущ А. В. Основы динамики промышленных роботов. -М.: Наука, 1988. 240 с. — (Науч. основы робототехники- № 15).
- Meirovitch L. Hybrid state equations of motion for flexible bodies in terms of quasi-coordinates // Journal of Guidance, Control and Dynamics-1991—Vol. 14, № 3.-P.1008−1013. Sept.-Oct. 1991.
- Piedboeuf J-.C., Hurteau R. Modelling and analysis of a two degree of-freedom robot with a flexible forearm // Canadian J. of Elec. and Computer Eng. -1991.-Vol. 16, № 4.-P. 127−134.
- Ge S.S., Lee Т. H., Zhu G. A New Lumping Method of a Flexible Manipulator// Proceeding of American Control Conference.-Albuquerque, New Mexico, USA, 1997.-P. 1412−1416.
- Approaches for Dynamic Modelling of Flexible Manipulator Systems / J. M. Martins, Z. Mohamed, M.O. Tokhi, J. Sa’da Costa, M. A. Botto // IEEE Proc. Control Theory Appl. 2003. — Vol. 150, No. 4. — P. 401−411.
- Hasting G.G., Book W.J. A linear dynamic model for flexible robot manipulators// IEEE Control Syst. Mag. -1987-Vol. 7.-P.61−64.
- Cannon R.H., Schmitz E. Initial experiment on the end-point control of a flexible one-link robot// Int. J. Robot. Res. -1984.-Vol. 3, № 3.-P.62−75.
- Лукьянов А. А. Отслеживание траектории пространственными гибкими манипуляторами с помощью решения обратной задачи кинематики и гашения колебаний // Мехатроника, автоматизация, управление. —2004. — № 11.-С. 23−29.
- Санкин Ю. Н., Барахов В. М. Математическое моделирование и управление манипуляторами, как стержневыми системами переменной конфигурации // Вестник машиностроения. —Ульяновск: УлГТУ, 2007. -№ 3 — С. 28−33.
- Tzes А.Р., Yurkovich S., Langer F.D. A method for solution of the Euler-Bernoulli beam equation in flexible-link robotic systems // Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. Scottsdale: AZ, 1989.-P. 557−560.
- Jonker J. B. A Finite Element Dynamic Analysis of Flexible Manipulators // Int. J. Robot. Res. -1990. Vol. 9, № 4.-P. 59−74.
- Experimental results for the end-effector control of a single flexible robotic arm / Y. Aoustin, C. Chevallereau, A. Glumineau, C.H. Moog // IEEE Trans. Control Syst. Technol. -1994. -Vol. 2, № 4. -P. 371−381.
- Tokhi M.O., Mohamed Z., Azad A.K.M. Finite difference and finite element approaches to dynamic modelling of a flexible manipulator // Proc. Inst. Mech. Eng., J. Syst. Control Eng. -1997 .-Vol. 211, № 2.-P. 145−156.
- Bayo E. Computed Torque for the Position Control of Open-Chain Flexible Robots // IEEE International Conference on Robotics and Automation. — 1988.-Vol. 1.-P. 316−321.
- Serna M. A., Bayo E. Trajectory Planning for Flexible Manipulators // IEEE International Conference on Robotics and Automation. 1990. — Vol. 2. -P. 910−915.
- Mark McGinley W., Shen Ji Y. Dynamic Analysis of a Two Member Manipulator Arm // NASA contractor report -204 996, Final Report, July 1997.
- Aarts R.G.K.M., Jonker J. В., Waiboer R. R. Modelling and Efficient Dynamic Simulation of Flexible Link Manipulators // Proc. of WESIC 2001, University of Twente, The Netherlands, 27−29 June 2001. P. 413−422
- Green A., Sasiadek J. Z. Dynamic and Trajectory Tracking Control of a Two-Link Robot Manipulator // Journal of Vibration and Control. 2004. -Vol. 10.—P.1415−1440.
- Meirovitch L. Element of Vibration Analysis / McGraw-Hill, Inc., 1975. -Chapter 8,-P. 291−292.
- Кулаков Ф.М. Робастное управление движениями роботов с гибкими элементами // Известия Академии наук. Теория и системы управления. — 2000.-№ 4. с. 176−185.
- Kulakov F. М. Generalization of Robot Force Control Theory for Elastic Robot // Proceedings of the IEEE: International Conference, Issue, 12−16 Sep. 1994. -1994-Vol. 3. -P. 1610 -1617.
- Sasiadek J.Z., Srinivasan R. Dynamic Modelling and Adaptive Control of a Single-Link Flexible Manipulator // J. of Guidance, Control and Dynamics. -1989. Vol. 12, № 6.-P. 838−844.
- Centinkut S., Wu S. Tip position control of a flexible one-arm robot with predictive adaptive output feed back implemented with lattice filter parameter identifier // Computers and Structures. -1990 -Vol. 36, № 3.-P. 429−441.
- Schoenwald D.A., Ozguner U., Chan H. An Analysis of Distributed Vibration Control of Flexible Manipulators Using Integral Manifolds // Proc. 28th CDC. -1989.-Vol.3. -P. 2095−2100.
- Khorrami F. Analysis of multi-link flexible manipulators via asymptotic expansions // Proc. 28th CDC. -1989 .-Vol. 3.-P. 2089−2094.
- Kaneko J., Капо K. Model Control of Flexible One-Link Arm with Random Distribanes// Proc. 28th CDC, FL, Dec., 1989.
- Labinaz G., Argoun M.B., Bayoumi M.M. Control of a Flexible Link Robot: A Review // Preliminary report, Dept. of Elec. Eng., Queen’s Univ., 1993.
- Jumarie C. Tracking control of flexible robot manipulators with active inertia links//Robotica. -1990 .-Vol. 8, № l.-P. 73−80.
- Yeon Gyu Choo, Han Ho Tack, Chang Geun Kim The Study on Position Control of a Flexible Robot Manipulator using Fuzzy Neural Networks //
- EE Third International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information Engineering System, 31st Aug-1st Sept 1999. Adelaide, Australia, 1999-P.226−229.
- Parameter Identification and Vibration Control for Modular Manipulators / Yangmin Li, Yugang Liu, Xiaoping Liu, Zhaoyang Peng // IEEE / ASME Transactions on Mechatronics. -2003-Vol. 9, № 4.-P.700−705.
- Looke T.D. Modelling and Control of Flexible Robot Arms // Ph.D. Thesis, Dept. of Elec. Eng., Queen’s Univ.— Canada, 1991.
- Cheong J., Chung W. K., Youm Y. Inverse Kinematics of Multilink flexible robots for high-speed Applications// IEEE Transactions on Robotics and Automation, April. 2004. — Vol. 20, No. 2. — P. 269−282.
- Ueno H., Xu Y., Yoshida T. Modelling and Control Strategy of A 3-D Flexible Space Robot // IEEE/RSJ Int. Workshop on Intelligent Robotics and Systems IROS'91, 1991.-P.978−983.
- Голубев Ю.Ф., Дитковский A.E. Управление вращением упругого стержня на плоскости без возбуждения упругих колебаний // Известия Академии наук. Теория и системы управления.— 2001.- № 1— С. 160−165.
- Голубев Ю.Ф., Дитковский А. Е. Управляемое движение упругого манипулятора // Известия Академии наук. Теория и системы управления.— 2001 —№ 1.-С. 166−176.
- Wang D., Vidyasagar M. Transfer Function for a Single Flexible Link // IEEE Int. Conf. on Rob. and Auto. Scottsdale, AZ, 1989-P. 1042−1047.
- Pota H. R., Vidyasagar M. Passivity of Flexible Beam Transfer Functions with Modified Outputs // Proceedings of the 1991 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Sacramento, California, April 1991. — P. 2826−2831.
- Лохин В. M., Захров В. Н. Интеллектуальные системы управления: понятия, определения, принципы построения // Мехатроника, автоматизация, управление. 2002. — № 2. -С. 13−18.
- Bayo Е. A finite-element approach to control the end point motion of a single link flexible robot// International Journal of Robotic Systems.- 1987. Vol. 4, No. l.-P. 63−75.
- Green A., Sasiadek J. Z. Dynamics and Trajectory Tracking Control of a Two-Link Robot Manipulator // Journal of Vibration and Control. 2004. -Vol. 10.-P. 1415−1440.
- Jnifene A., Andrews W. R. Experimental Study on Active Vibration Control of a Single-Link Flexible Manipulator Using Tools of Fuzzy Logic and Neural Network // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. -2005. Vol. 54, No. 3. — P. 1200−1208.
- Макаров И.М., Лохин В. M., Манько С. В., Романов М. П., Кадочников М. В. Многозвенные мехатронно-модульные роботы с адаптивной кинематической структурой // Мехатроника, автоматизация, управление.- 2006. -№ 11. С. 2 — 11.
- Passino К.М., Yurkovich S. Fuzzy control. Reading — MA: Addison-Wesley, 1998.
- Valoor M. Т., Chandrashekhara K., Agarwal S. Active Vibration Control of Smart Composite Plat Using Self-Adaptive Neuro-Controller // Smart Mater. Struct. 2000. — Vol. 9. — P. 197−204.
- Li Y.F., Chen X. B. Tip Deflection Measurement and State Observation of a Flexible Robot Arm // Instrumentation and Measurement Technology Conference. -1998. -Vol. 2.-P. 1174−1178.
- Weaver Jr. W., Johnston P. R. Finite Elements for Structural Analysis // Prentice-Hall Inc, 1984.
- Weaver Jr. W., Johnston P. R. Structural Dynamics by Finite Elements // Prentice-Hall Inc, 1987.
- Weaver Jr. W., Gere J. M. Matrix Analysis of Framed Structures, 2nd ed. -New York: Van Nostrand Reinhold, 1980.
- Bayo E., Moulin H. An Efficient Computation of the Inverse Dynamics of Flexible Manipulators in the Time Domain //Proceedings of the 1989 IEEE Conference on Robotics and Automation. Scottsdale, Arizona, (1989). -Vol. 2.-P. 710−715.
- Bayo E., Moulin H. Stiffening Effects in the Inverse Dynamics of Flexible Manipulators in Robotics Research / edited by Y. Youcef- Touni and H. Kazerooni. ASME Press, (1989). — P. 161−167
- Inverse Dynamics and Kinematics of Multi-Link Elastic Robots: An Itterative Frequency Domain Approach / E. Bayo, M. A. Serna, P. Papadopoulos, J. R. Stubbe // Int. J. of Robotics Research.-1989.-Vol. 8.-P. 49−62.
- Exponentially Stable Tracking Control for Multi-Joint Flexible-Link Manipulators / B. Paden, E. Bayo, C. Dagang, R. Ledesma // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. -1993-Vol. 115.-P. 53−60.
- Greenwood T.J. Principles of Dynamics- 2nd edition. Prentice-Hall, (1988).
- Naganathan G., Soni A.H. Coupling Effects of Kinematics and Flexibility in Manipulators I I International Journal of Robotics Research. 1987. — Vol. 6, № 1. — P. 89−98.
- Reddy J.N. Energy and Variational Methods in Applied Mechanics. — Wiley Inter science, (1984).
- J. Garcia de Jalon, Bayo E. Kinematic and Dynamic Simulation of Multibody Systems. The Real-Time Challenge. New York: Springer-Verlag, 1994. -440p.
- Тимошенко С. П., Гере Дж. Механика материалов : учеб. для вузов. -2-е изд., стер. СПб.: Лань, 2002. — 669 с. -(Учебники для вузов. Спец. лит.).
- Bishop R. Е. D., Johnson D. С. The Mechanics of Vibration. London: Cambridge University Press, 1979.
- Pilkey W. D. Formulas for stress, strain, and structural matrices. 2nd ed-John Wiley & Sons, Inc., 2005.-1552 p.
- Аль-Кхаиит Саад Загхлюл Сайд. Динамический анализ различных геометрических форм исполнения звеньев робота // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки.-2009.-№ 2. С. 24−29.
- Глебов Н.А., Булгаков А. Г., Гераськин Д. П. Элементы мехатроники : учеб. пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.-Новочеркасск:ЮРГТУ, 2006.-128с.
- Leondes Т. Control Dynamic Systems. Academic Press, (1998).
- Hagan Т., Demuth B. Neural Networks for Control, Invited Tutorial // American Control Conference. San Diego, 1999. — P. 1642−1656, June (1999).
- Yan L., Sundarajan N., Sarachandran P. Stable Neuro-Flight-Controller Using Fully Tunned Radial Basis Function Neural Network // AIAA Journal on Control, Guidance and Dynamics. 2001. — Vol. 24, No. 4. — P. 665−674.
- Pashilkar A., Sundarajan N., Saratchandran P. A Fault- Tolerant Neural Aided Controller for Aircraft Auto-Landing // Journal of Aerospace Science and Technology, March (2005).
- Yan L., Sundarajan N., Saratchandaran P. Analysis of Minimal Radial Basis Function Network Algorithm for Real-Time Identification of Nonlinear Dynamic Systems// IEEE Proceedings on Control Theory and Application. -Vol.4 (2000).
- Yan L., Sundarajan N., Saratchandran P. Robust Neuro-Ноо Controller Design for Aircraft Auto-Landing // IEEE Transction on Aerospace and Electronic Systems Vol. 40, No. 1, January (2004).
- Yingwei L., Sundarajan N., Saratchandran P. A Sequential Learning Scheme for Function Approximation Using minimal Radial Basis Functions Neural Network // Journal of Neural Computation. 1997.-Vol.9, № 2.- P. 461−478.
- Медведев B.C., Потемкин В. Г. Нейронные сети. MATLAB 6 / под общ. ред. В. Г. Потемкина. М.: Диалог-МИФИ, 2002. — 489 с. — (Пакеты прикладных программ- кн.4).
- Coparision of Different Growing Radial Basis Functions Algorithms for Control Applications / M. Fravolini, G. Campa, M. Napolitano and M. Cava //American Control Conference. Archorage: Ak, May.-2002.-Vol.12.-P.957−969.
- Campa G., Fravolini M., Napolitano M. Extended Minimal Resource Allocating Neural Network for Aircraft SFDIA // ANNIE, Smart Engineering System Design Conference. Rolla, USA, November.-2001.-P.595−600.
- Selmic R., Lewis L. Neural-Network Approximation of Piecewise Continuous Functions: Application to Friction Compensation // IEEE Transaction on Neural Networks. -2002. Vol. 13, № 3, May (2002).
- Friction Models and Friction Compensation / H. Olsson, K.J. Astrom, W. Canudas, M. Gafvert, P. Lischinsky // European Journal of Control. 1994. -Vol.4.-P. 176−195.
- Doya K., Kimaura H. Neural Mechanisms of Learning and Control // IEEE Control Systems Magazine, August (2001). -2001. Vol.21. — P. 42−54.
- Gomi H., Kawato M. Learning Control for a closed Loop System using Feedback-Error-Learning // IEEE International Conference on Decision and Control.-Hawaii, December (1990). 1990. — Vol.6. — P. 3289−3294.
- Neto A., Neto W. Feedback Error Learning for Controlling a flexible Link // Sixth Brazilian Symposium on Neural Networks, (2000).
- Chen H., Hirasawa K., Hu J. Robust Feedback error Learning Method for Controller Design of Nonlinear Systems // IEEE International Conference on Neural Networks, July (2004). 2004. — Vol.3. — P. 1835−1840.
- Gupta P. Neuro-Control of Robotic Manipulators // Ph.D. Thesis, Macmaster University, Ontario (1997).
- Yu W., Li X. PD Control of Robot with Velocity Estimation and Uncertainties Compensation // IEEE Conference on Decision and Control. Florida, USA, December (2001). -2001. — Vol.5. — P. 329−334.
- Yu W., Heredia A. PD Control of Robot with RBF Networks Compensation // IEEE International Conference on Decision and Control. Mexico, December (2000). — 2000. — Vol.2. — P. 1162−1167.
- Sinha N., Gupta M. Soft Computing and Intelligent Systems: Theory and Applications. — London: Academic Press, 2000.
- Gao W., Selmic R. Neural Network Control of Nonlinear Systems with Actuator Saturation// IEEE Transactions on Neural Networks, July (2003).
- Alhaj M. Technologies for Autonomous Navigation in Unstructured Outdoor Environments // Ph.D. Thesis / University of Cincinnati (2003).
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы. М.: Наука, 1970.-720 с.
- Heredia A., Wen Y. A High-gain Observer based RD Control for Robot Manipulator // American Control Conference. — Chicago, USA. 2000. -P. 2518−2522.
- Булгаков А.Г., Аль-Кхаиит Саад Загхлюл Сайд. Компенсация трения в сочленениях робота-манипулятора посредством системы регулирования на базе нейросети // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2008.-№ 6. — С. 36−42.
- Hastings G., Book W. J. Experiments in the optimal Control of a Flexible Manipulator//Proceedings ACC, Summer, 1985.
- Hastings G. G., Book W. J. Verification of a Linear Dynamic Model for Flexible Robotic Manipulators // Proceedings of IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 1986. — P. 1024−1029.
- Wang D., Vidyasagar M. Modelling and Control of a Flexible Beam Using the Stable Factorization Approach // Winter Annual Meeting of the ASME, Winter, 1986.
- Wang D., Vidyasagar M. Modelling of a 5-Bar-Linkage Manipulator with One Flexible Link // Winter Annual Meeting of the ASME, 1988.
- Krishnan H. Bounded Input Discrete-Time Control of a Single-Link Flexible Beam // Master’s Thesis. University of Waterloo, Ont., 1988.
- Аль-Кхаиит Саад Загхлюл Сайд. Система управления траекторией манипулятора с упругими звеньями, основанная на использовании адаптивной нейронной сети // Мехатроника, автоматизация, управление. — 2009.-№ 4.- С.25−31.
- Аль-Кхаиит Саад Загхлюл Сайд. Метод нейросетевого управления ма-нипуляционными системами с упругими звеньями // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки.-2009.-№ 4. С. 22−26.
- Lynxmotion RIOS SSC-32 V 1.04 Электронный ресурс. URL: http://www.lynxmotion.com.
- Титан и титановые сплавы деформируемые: ГОСТ 19 807–91 Электронный ресурс. URL: http://www.Titanium.htm
- Philips Semiconductors linear Products-CMOS 8-bit ADC0803 Электронный ресурс. URL: http://www.techleamer.com/C&D/ADC0804 SAR.pdf.
- Nicosia S., Tornambe A., Valigi P. Experimental Results in State Estimation of Industrial Robots // Proceedings of the 29th Conf. on Decision and Control. -1990.-Vol.1-P.360−365.