Modelng and Controller Design for Teleoperation of Master-Slowe Flexible Arms

Master-Slowe柔性臂遥控建模与控制器设计

• 批准号: 09650266
• 负责人: MATSUNO Fumitoshi
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09650266/
• 关键词: Flexible arm; Distributed parameter model; PDS control; Lyapunou method; Inrariamce prmciple; Differemtiol operator analysis; 偏微作用素解析

I.Theoretical results1. PDS Feedback Control LawWe proposed PDS controller, being the proportional, derivative and strain feedback, on the basis of distributed parameter model of flexible arms and structures. We introduce a Lyapunov function related to the total energy of the distributed parameter system and derive a simple output feedback control law of PDS controller. Using the Lyapunov method and the invariance principle the asymptotic stability of the closed-loop distributed parameter system is proven, As the PDS controller is a static feedback controller using the joint angle(P), the angular velocity (D) and the strain (S) data, this controller admits simple implementation.2. Robust .Force ControlWe proposed robust force control law for constrained flexible arms and robust cooperative control law for multiple flexible arms on the basis of distributed parameter model.II.Experimental results1. PDS Feedback Control1. Flexible structures with lumped and distributed flexibility2. Flexible structures with closed-loop mechanism2. Robust Force Control1. Constrained flexible arms2. Cooperative two two-link flexible arms

一、理论结果1． PDS反馈控制法基于柔性臂和结构的分布参数模型，提出了比例反馈、微分反馈和应变反馈的PDS控制器。我们引入了与分布参数系统总能量相关的Lyapunov函数，并推导了PDS控制器的简单输出反馈控制律。利用Lyapunov方法和不变性原理证明了闭环分布参数系统的渐近稳定性，由于PDS控制器是一个使用关节角度（P）、角速度（D）和应变（S）的静态反馈控制器）数据，该控制器实现简单。2．鲁棒力控制在分布参数模型的基础上，提出了约束柔性臂鲁棒力控制律和多柔性臂鲁棒协作控制律。 二、实验结果 1． PDS 反馈控制1。具有集总和分布式灵活性的灵活结构2。具有闭环机制的柔性结构2。鲁棒的力控制1。受约束的灵活臂2。配合两个二连杆柔性臂

项目成果

F.Matsuno and M.Hatayama: "Robust Cooperative Control of Two Two-Link Flexible Manipulators on the Basis of Quasi-Static Equations" Int.J.Robotics Research. 17・4 to appear. (1999)

F.Matsuno 和 M.Hatayama：“基于准静态方程的两个两连杆柔性机械手的鲁棒协作控制”Int.J.Robotics Research 17・4 即将出版。

松野・神澤: "曲げ・ねじり変形を考慮したアームに対するカフィードバックの安定解析とロバスト力制御" 日本ロボット学会誌. 15・5. 789-794 (1997)

Matsuno 和 Kanzawa：“考虑弯曲和扭转变形的手臂力反馈的稳定性分析和鲁棒力控制”日本机器人学会杂志 15・5（1997 年）。

F.Matsuno and S.Kasai: "Modeling and Robust Force Control of Constrained One-Link Flexible Arms" J.Robotic Systems. 15・8. 447-464 (1998)

F.Matsuno 和 S.Kasai：“约束单连杆柔性臂的建模和鲁棒力控制”J.Robotic Systems 15・8（1998）。

松野 文俊: "機械システムのタスクディレクティドモデリング" システム/制御/情報. 42・9. 477-486 (1998)

Fumitoshi Matsuno：“机械系统的任务导向建模”系统/控制/信息477-486（1998）。

F.Matsuno and S.kasai: "Modeling and Robust Force Contrl of Constraited One-Link Flexible Arms" J.Robotic Systems. 15・8. 447-464 (1998)

F.Matsuno 和 S.kasai：“约束单连杆柔性臂的建模和鲁棒力控制”J.Robotic Systems 15・8（1998）。