郭宇飞
- 作品数：20 被引量：48H指数：4
- 供职机构：武汉科技大学材料与冶金学院冶金装备及其控制教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金国家留学基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术金属学及工艺兵器科学与技术更多>>
- 基于神经网络的打磨机器人的力/位混合控制被引量：4
- 2021年
- 针对封头打磨机器人在工作过程中末端执行器轨迹跟踪和恒力控制要求与打磨机器人在封头上行走的振动抑制问题,提出一种基于神经网络的力/位混合控制方法。采用力/位混合控制器完成打磨机器人力和位置的同时控制要求。针对打磨机器人平台行走过程产生的振动干扰,设计神经网络鲁棒控制器,通过神经网络对系统参数误差和振动干扰进行抑制。仿真结果显示,该混合控制器不仅能保证打磨机器人末端执行器位置的精确控制和有效的恒力控制,而且对外界振动干扰有很好的抑制效果。
- 唐康峻王志刚郭宇飞刘磊
- 关键词：神经网络鲁棒控制
- 车体振动弹药传输机械臂的有界轨迹跟踪控制被引量：4
- 2017年
- 针对传统PID控制器未能考虑车体振动带来的不确定性外部摄动的影响,且存在控制性能依赖高控制输入、驱动容易饱和的缺点,基于计算力矩法与一种基于隐式Lyapunov函数的控制律,提出一种新的弹药传输机械臂轨迹跟踪控制方法.控制器的增益是系统误差变量的可微函数,随着实际轨迹逐渐趋向于期望轨迹,该增益逐渐趋向于无穷大,但是控制输入始终满足给定的约束.数值求解系统的动力学方程中采用牛顿迭代法与龙格库塔法交叉迭代.结果显示,所设计的控制器可以有效抑制车体振动的影响,实现了弹药传输机械臂的渐进轨迹跟踪控制,具有良好的鲁棒性.
- 郭宇飞侯保林
- 关键词：计算力矩法有界控制
- 考虑风扰的空中机械臂系统力位混合控制
- 2023年
- 针对空中机械臂系统接触作业问题,采用一个力位混合控制框架,在控制空中机械臂系统稳定飞行的同时,实现机械臂在接触过程中的轨迹跟踪,并与环境保持一定大小的接触力。首先,将作业空间分为2个子空间,分别进行接触力控制和位置控制。然后,借助比例-微分控制和接触力前馈控制实现对力的控制,对于位置控制则利用一种固定时间收敛的快速终端滑模控制方法来实现。最后,在风扰下对空中机械臂系统进行位置控制和接触力控制的仿真实验。结果显示,这种固定时间收敛的快速终端滑模控制方法能够有效抑制外界风扰的影响,实现位置和接触力同时控制。
- 彭定亮郭宇飞李慧子郝志强王志刚
- 关键词：快速终端滑模控制
- 基于改进滑模趋近律的振动基机械臂的有限时间轨迹跟踪控制被引量：4
- 2022年
- 为解决一类振动基机械臂在基座振动影响下的快速轨迹跟踪问题,提出了一种基于改进趋近律的新型滑模控制方法。将基座振动的影响视为系统的不确定外界扰动项;采用拉格朗日法建立了系统的非线性不确定动力学模型;提出一种新型对数幂次滑模趋近律,并结合一种快速终端滑模面,设计了系统的有限时间轨迹跟踪控制器;理论分析与硬件试验验证了所设计控制器的有效性。结果显示,该控制器有效抑制了基座振动的影响,在有限时间内实现了机械臂的精确轨迹跟踪。可见,该研究所提控制算法具有良好的有限时间控制特性及鲁棒性能。
- 郭宇飞许盛悦李慧子李慧子王志刚
- 关键词：滑模控制趋近律
- 传动柔性及负载变化弹药传输机械臂位置控制及柔性振动抑制被引量：7
- 2015年
- 针对现有坦克自动装弹机无法实现任意角度装填问题,设计出两自由度的弹药传输机械臂。研究考虑链条、转铰柔性且负载变化情况弹药传输机械臂位置控制与柔性振动抑制。将链条与转铰简化为线性无惯量弹簧,采用第二类Lagrange方法建立弹药传输机械臂刚柔耦合动力学模型。基于奇异摄动技术设计系统混合控制策略,柔性振动抑制采用速度反馈控制;刚性部分大范围运动采用基于隐式Lyapunov函数的连续时变增益PD控制,控制器增益为系统状态变量的可微函数,随系统状态变量逐渐趋向于零,增益逐渐趋于无穷大,而控制力始终保持在有界范围内。仿真结果显示,该混合控制器能克服负载变化及柔性振动影响,实现弹药传输机械臂点到点位置控制及柔性振动抑制,具有较强的鲁棒性。
- 郭宇飞侯保林
- 关键词：位置控制
- 惯性参数不确定的物料提升机位置控制被引量：3
- 2014年
- 提出了一种单斗-链式旋臂物料提升机方案,研究了一种考虑物料惯性参数存在不确定情况下的提升机的非线性鲁棒位置控制方法.阐述了物料提升机的工作原理,采用第二类拉格朗日方程建立了物料提升机的动力学模型.假设控制力大小有界,基于一个给定的隐式李雅普诺夫函数设计了物料提升机的连续反馈位置控制器.控制器的增益是系统状态变量的可微函数,随着状态变量逐渐趋向于零,该增益逐渐趋向于无穷大,但是控制力始终满足给定的约束.基于牛顿迭代法与龙格-库塔法数值求解了系统的动力学方程.计算结果表明:所设计的控制器抑制了惯性参数摄动的影响,实现了物料提升机点到点的精确位置控制,具有较好地鲁棒性.
- 郭宇飞侯保林
- 关键词：物料提升机参数不确定位置控制李雅普诺夫函数鲁棒性
- 车辆自载重测量系统的研究被引量：1
- 2020年
- 通过对传统汽车载重测量系统的分析,提出一种基于应变传感器的汽车称重装置,利用应变传感器输出的应变量来反映汽车的载重。该传感器直接安装在钢板弹簧上,利用钢板弹簧的载荷与变形量之间的关系,得出汽车的载重。该方法利用有限元仿真,建立了某车型钢板弹簧的非线性有限元模型,分析了钢板弹簧在静动态载荷下,不同摩擦系数对钢板弹簧刚度特性、迟滞特性的影响,同时从刚度特性、迟滞特性等因素影响方面对汽车载重测量的准确性进行分析。
- 何磊王志刚郭宇飞孟浩
- 关键词：应变传感器钢板弹簧刚度特性
- 基于隐式Lyapunov函数的一类不确定性机械臂位置控制方法被引量：2
- 2013年
- 为了解决安装基础存在随机振动的一类不确定机械臂的精确位置控制问题,该文探讨了一种基于第二类Lagrange方程和隐式Lyapunov函数的反馈控制算法在该类机械臂中的应用。针对一个实验用基础振动机械臂,建立了其Lagrange形式的动力学模型。将方程中安装基础的部分提取出来,看作不确定性外部扰动,该不确定性来自安装基础所受到的随机激振力。假设扰动力与控制力大小有界,给出了一种以Lagrange方程广义坐标为状态变量的反馈控制算法。采用牛顿迭代法与龙格库塔法交叉迭代求解动力学方程。结果表明,所设计的控制器有效抑制了安装基础振动的影响,可以使机械臂由给定的初始状态平稳快速地运动到指定的终点状态,具有良好的鲁棒性。
- 郭宇飞侯保林
- 关键词：LYAPUNOV函数不确定性机械臂位置控制
- 振动基柔顺弹药传输机械臂的鲁棒跟踪控制被引量：2
- 2022年
- 弹药传输机械臂是坦克自动装弹机系统中的重要组成部分,其易受到坦克车体振动而与炮尾发生碰撞,导致机械臂的工作可靠性变差;引入柔顺驱动能在碰撞时起到缓冲作用,但会引起机械臂的柔性振动,并与车体振动相互耦合,导致跟踪精度降低。针对基础振动以及柔顺特性带来的柔性振动、且具有惯量变化影响下的弹药传输机械臂的轨迹跟踪问题,运用奇异摄动理论引入双时间尺度,将复杂系统降阶解耦,分解为彼此独立的快变子系统和慢变子系统并分别设计控制器进行控制。针对慢变子系统,将基础振动和惯量变化转化为不确定干扰项,采用抗干扰能力较强的神经网络鲁棒控制对机械臂进行轨迹跟踪控制;针对快变子系统,利用速度差值反馈控制器对柔性振动进行抑制。仿真验证了所提出控制算法的鲁棒性,以及对柔性振动的抑制能力。
- 张鸿儒王志刚郭宇飞
- 传动柔性提升机神经网络鲁棒控制及振动抑制被引量：2
- 2018年
- 为了提高物料提升机的位置控制精度和抗冲击能力,设计一种神经网络鲁棒控制和振动抑制方法。将传动链、谐波驱动装置等传动部件的关节柔性简化为无惯量线性扭(弹)簧并引入物料提升机模型中,利用拉格朗日方法建立系统刚-柔耦合动力学方程。基于奇异摄动理论将系统降阶分解为快、慢两个子系统,并设计混合控制器,其中,表征柔性振动的快变子系统采用关节速度差值反馈来直接抑制振动,而表征刚性运动的慢变子系统则采用基于HJI理论和RBF神经网络的鲁棒控制,通过神经网络对系统参数误差进行自适应调整。仿真结果表明,所设计的控制器能克服系统参数误差及外界扰动的影响,实现物料提升机位置的精确控制,并能有效抑制柔性关节的振动,保持系统的稳定性。
- 王志刚朱畅郭宇飞
- 关键词：提升机神经网络鲁棒控制HJI不等式
