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更新時間：2025.05.10
磁懸浮球形磁阻主動關節(jié)的建模與逆系統(tǒng)解耦控制

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球形電動機直接支承驅動的多自由度球形主動關節(jié)機械集成度高,在控制和軌跡規(guī)劃方面占有優(yōu)勢。但關節(jié)工作時,由于機械支承的摩擦磨損,造成關節(jié)部件發(fā)熱,導致關節(jié)的靜、動態(tài)性能變差?；陔妱訖C技術、磁懸浮技術以及機器人技術,提出一種無機械摩擦和磨損、不需要潤滑的多自由度磁懸浮球形磁阻主動關節(jié)結構,分析其工作原理;根據(jù)磁懸浮磁阻主動關節(jié)的氣隙磁能對球形轉子的旋轉角位移和徑向位移求導求出關節(jié)在一個坐標方向的電磁懸浮合力和電磁總轉矩模型;基于電磁懸浮力及電磁轉矩模型,建立主動關節(jié)系統(tǒng)的動力學原型模型和逆系統(tǒng)模型;將逆系統(tǒng)模型作為解耦控制器對原型系統(tǒng)進行解耦控制得到解耦后的偽線性系統(tǒng),對解耦線性化的偽線性系統(tǒng)進行狀態(tài)反饋閉環(huán)控制,并對其進行系統(tǒng)仿真研究;仿真結果說明,磁懸浮球形磁阻主動關節(jié)系統(tǒng)的逆系統(tǒng)解耦和狀態(tài)反饋閉環(huán)控制具有良好的動態(tài)響應和抗干擾的魯棒特性。

磁懸浮球系統(tǒng)的自適應控制器設計

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本文以磁懸浮球系統(tǒng)為研究對象,基于該系統(tǒng)的線性化模型,通過Backstepping設計方法設計了一類自適應控制器,所設計的控制器具有結構簡單易于實現(xiàn),控制輸入易于得到等優(yōu)點,仿真實驗驗證了該控制器的有效性。

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磁懸浮球控制系統(tǒng)

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