多故障并發(fā)的可重構(gòu)模塊機械臂分散容錯控制方法研究.pdf

1、由于現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)正朝著大規(guī)模并且復雜化的方向發(fā)展，尤其在一些人類無法直接參與的工作環(huán)境中，可重構(gòu)機械臂具有不可估量的應用前景。在這樣一類系統(tǒng)中，可重構(gòu)機械臂的應用領(lǐng)域更加廣泛且投資越來越大，使其壽命和可靠性的要求不斷提高。因此，我們迫切需要探究針對可重構(gòu)機械臂執(zhí)行器故障和傳感器故障并發(fā)的情形進行故障診斷和容錯控制方法的研究。本文主要研究的內(nèi)容是基于國家自然科學基金項目“面向任務約束啟發(fā)的可重構(gòu)機械臂模塊化協(xié)同控制方法研究

2、(61374051)”的第五個子課題“多故障可重構(gòu)機械臂容錯控制”以及吉林省科技發(fā)展計劃項目:基于“故障隱藏”機制的可重構(gòu)機械臂主動分散容錯控制方法研究(20150520112JH)的理論研究為主，針對可重構(gòu)機械臂系統(tǒng)執(zhí)行器和傳感器同時（或單一）發(fā)生故障的情形，分別提出被動分散容錯控制和主動分散容錯控制兩種不同的控制方法。研究內(nèi)容如下:
　　1.首先，根據(jù)課題研究的方向闡述了此課題的背景及其研究的意義，然后分別針對可重構(gòu)機械臂的發(fā)

3、展研究現(xiàn)狀以及目前故障診斷與容錯控制方法進行了簡要概述。
　　2.為了體現(xiàn)出可重構(gòu)機械臂系統(tǒng)所特有的模塊化屬性，本文通過牛頓—歐拉迭代算法，基于前人的經(jīng)驗，對可重構(gòu)模塊機械臂的動力學模型的建立進行了詳細的介紹，基于課題組的理論知識積累，將分散控制應用到了論文的控制方法中，得到可重構(gòu)機械臂子系統(tǒng)動力學模型。
　　3.針對可重構(gòu)機械臂系統(tǒng)執(zhí)行器與傳感器同時（或單一）發(fā)生故障的情況，提出一種基于多步時延的被動容錯控制方法。基于現(xiàn)有

4、研究成果，對于沒有發(fā)生故障的系統(tǒng)設(shè)計分散反演神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過多步時延技術(shù)補償相應的故障，實現(xiàn)對系統(tǒng)的被動容錯控制。
　　4.結(jié)合第三章中被動容錯控制存在的缺陷及目前主動容錯控制的不足，提出了一種基于動態(tài)輸出反饋的主動分散容錯控制方法。系統(tǒng)中的故障可以通過比例積分觀測器對其進行在線估計，該方法的優(yōu)點在于不需要故障檢測和隔離單元，彌補了傳統(tǒng)主動容錯控制器的不足之處。
　　最后，概括總結(jié)了全文的工作內(nèi)容，并結(jié)合