一類可重構(gòu)模塊機器人的構(gòu)型設計及其故障檢測研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，機器人在航天、軍事等很多領域得到應用和擴展。傳統(tǒng)機器人受其自身的機械結(jié)構(gòu)限制，只能完成一些簡單并且受約束的工作，且設計過程參數(shù)十分復雜。而可重構(gòu)模塊機器人不但具有適應環(huán)境能力強的特點，而且具有造價成本低的優(yōu)點，可以適用于更多、更復雜的工作場合，所以可重構(gòu)模塊機器人的研制漸漸成為國內(nèi)外研究的熱點課題。
　　 為了使可重構(gòu)模塊機器人能夠滿足復雜多變的要求，并且提高它的壽命和自適應性，要求可重構(gòu)模塊機器人具有故

2、障檢測系統(tǒng)。通過故障檢測技術切實保障可重構(gòu)模塊機器人系統(tǒng)的自適應性和安全性，無論是對于工業(yè)，還是軍事、海洋等領域，都具有十分重要的意義。
　　 本文針對一類可重構(gòu)模塊機器人的構(gòu)形設計和故障檢測方法展開研究，主要開展了以下工作:
　　 1)研究了一類可重構(gòu)模塊機器入的構(gòu)形設計問題?？芍貥?gòu)模塊機器人系統(tǒng)屬于復雜的多輸入多輸出系統(tǒng)，它具有時變、非線性、強耦合等特征。本文通過運用幾何形式的牛頓-歐拉迭代算法，推導并建立出一類機器

3、人的動力學模型。
　　 2)討論了冗余設計法在機器人系統(tǒng)中的應用，重點研究了機器人模塊中使用多傳感器的信息融合技術提高系統(tǒng)的可靠性，給出了基于H∞濾波的容錯控制器設計方法。
　　 3)針對可重構(gòu)模塊機器人故障檢測問題，給出了基于自適應H∞濾波器的設計方法。首先，可重構(gòu)模塊機器人的每一個子模塊的模型，可以用T-S模糊規(guī)則進行建模;其次，通過設計一個濾波器和兩個額外的加權(quán)矩陣極小化無故障時的殘差輸出和極大化有故障時的殘差輸出