双拾取ICPT系统动态建模和鲁棒H_∞保性能控制研究

双拾取ICPT系统动态建模和鲁棒H_∞保性能控制研究

双拾取ICPT系统动态建模和鲁棒H_∞保性能控制研究

摘要：随着工业自动化技术的不断发展，双拾取ICPT系

统在生产线上得到广泛应用。为了提高生产效率和减少人力成本，对双拾取ICPT系统进行动态建模和控制是一项重要的研

究任务。本文基于ICPT系统的特点，对其进行了动态建模，

并提出了一种鲁棒H_∞保性能控制方法，以提高双拾取ICPT

系统的运动性能和抓取精度。

1. 引言

双拾取ICPT系统是一种先进的生产线自动化设备，能够

同时抓取并运输多个物体。其具有高效、快速的特点，能够显著提高生产效率。然而，由于双拾取ICPT系统的运动控制和

抓取精度要求较高，传统的控制方法往往存在一定的困难。

2. 双拾取ICPT系统动态建模

双拾取ICPT系统由机械手、传感器、控制器等组成，其

中机械手用于抓取物体，并将其运输到指定位置。为了实现对双拾取ICPT系统的运动控制，首先需要对其进行动态建模。

2.1 运动方程建立

通过对双拾取ICPT系统的运动学分析，可以得到其运动

方程。假设双拾取ICPT系统由n个物体组成，运动方程可以

表示为：

\[M(q) \cdot \ddot{q} + C(q, \dot{q}) \cdot \dot{q} + g(q) = Bu\]

其中，q为关节角度向量，u为关节力矩向量，M(q)为惯

性矩阵，C(q, \dot{q})为科里奥利力矩阵，g(q)为重力矩阵，B为控制输入矩阵。

2.2 动态参数辨识

动态参数辨识是双拾取ICPT系统动态建模的关键环节。

通过实验测量得到的输入输出信号，可以利用系统辨识方法估计得到系统的动态参数。常用的系统辨识方法包括最小二乘法、极大似然法等。

3. 鲁棒H_∞保性能控制方法

为了提高双拾取ICPT系统的运动性能和抓取精度，本文

提出了一种基于鲁棒H_∞控制的保性能控制方法。该方法可

以通过设计合适的控制器，保证系统的鲁棒稳定性和输出性能指标。

3.1 鲁棒性能指标

在双拾取ICPT系统运动控制中，鲁棒性能指标通常用于

描述系统的性能要求。常见的鲁棒性能指标包括鲁棒稳定性指标和抗扰性能指标。

3.2 鲁棒H_∞控制器设计

基于系统的动态模型和鲁棒性能指标，可以设计鲁棒

H_∞控制器。该控制器的设计目标是使系统具有较好的鲁棒稳定性和抗扰性能。控制器设计过程中，通常采用状态反馈控制和输出反馈控制结合的方式，以提高系统的稳定性和控制精度。

4. 实验结果与分析

为了验证所提方法的有效性，进行了一系列双拾取ICPT

系统控制实验。实验结果表明，采用鲁棒H_∞控制方法可以

显著提高系统的运动性能和抓取精度。与传统的控制方法相比，鲁棒H_∞控制方法具有更好的鲁棒性和鲁棒稳定性。

5. 结论

本文针对双拾取ICPT系统的动态建模和控制问题，提出

了一种鲁棒H_∞保性能控制方法。通过对双拾取ICPT系统的

动态建模和参数辨识，得到系统的数学模型。基于该模型，设计了鲁棒H_∞控制器，以提高系统的运动性能和抓取精度。

实验结果表明，所提出的方法具有良好的鲁棒性和鲁棒稳定性，在实际应用中具有较好的应用前景。

综上所述，本文针对双拾取ICPT系统的动态建模和控制

问题，提出了一种鲁棒H_∞保性能控制方法。通过对系统的

动态模型进行建模和参数辨识，得到系统的数学模型，然后设计了鲁棒H_∞控制器来提高系统的运动性能和抓取精度。实

验结果表明，采用鲁棒H_∞控制方法可以显著提高系统的运

动性能和抓取精度，相比于传统的控制方法具有更好的鲁棒性和鲁棒稳定性。因此，本文提出的方法在实际应用中具有较好的应用前景。未来的研究可以进一步探索优化鲁棒H_∞控制

器的设计方法，以提高系统的性能和稳定性