北京邮电大学学报

  • EI核心期刊

北京邮电大学学报 ›› 2011, Vol. 34 ›› Issue (4): 19-22.doi: 10.13190/jbupt.201104.19.zhangxd

• 论文 • 上一篇    下一篇

空间机械臂输出反馈抗饱和PID控制算法设计

张晓东1,胡成威1,孙汉旭2,贾庆轩2   

  1. 1. 中国空间技术研究院 总体部, 北京 100094; 2. 北京邮电大学 自动化学院, 北京 100876
  • 收稿日期:2010-10-19 修回日期:2011-03-28 出版日期:2011-08-28 发布日期:2011-07-18
  • 通讯作者: 张晓东 E-mail:zxd_bupt@yahoo.com.cn
  • 基金资助:

    载人航天领域预先研究项目(020107)

Space Manipulator Output Feedback AntiSaturation  PID Control Design

  • Received:2010-10-19 Revised:2011-03-28 Online:2011-08-28 Published:2011-07-18

摘要:

针对输入受限影响下的空间机械臂的输出反馈全局渐进稳定控制问题,采用一类正切双曲线作为饱和函数,提出了一种新的输出反馈抗饱和非线性比〖JP9〗例-〖JP〗积〖JP9〗分-〖JP〗微分(PID)控制算法,该算法能够实现饱和非线性影响下的空间机械臂闭环全局渐进稳定控制. 基于Lyapunov和LaSalle的不变集理论验证了闭环系统在平衡位置上的全局渐进稳定性,并确定保证全局渐进稳定的输入条件. 通过两自由度平面机械臂仿真验证了该算法的有效性.

关键词: 空间机械臂, 抗饱和, 非线性比例-积分-微分, 全局渐进稳定

Abstract:

To maintain the global asymptotic stability control for space manipulator in the influence of manipulator actuator input saturation, a new output feedback antisaturation nonlinear proportionintegraldifferential(PID) control law is proposed by using a kind of tangent hyperbolic nonlinear function as the antisaturation function. Based on Lyapunov theory and LaSalle’s invariance principle, the global asymptotic stability of the space manipulator closedloop controller is proved, and the explicit conditions on the regulator gains is concluded. Simulations carried on a planar 2degree of freedom space manipulator demonstrate the effectiveness of the proposed approach.

Key words: space manipulator, antisaturation, nonlinear proportionintegraldifferential, global asymptotic stability

中图分类号: