基于止血机制的冗余并联机器人精准容错控制  

Hemostasis mechanism based precise fault-tolerant control for redundant parallel manipulator

作　　者：郭崇滨[1,2] 郝矿荣[1,2] 丁永生[1,2] 

机构地区：[1]东华大学信息科学与技术学院,上海201620 [2]数字化纺织服装技术教育部工程研究中心,上海201620

出　　处：《智能系统学报》2012年第4期321-326,共6页CAAI Transactions on Intelligent Systems

基　　金：国家自然科学基金重点资助项目(61134009);国家自然科学基金资助项目(60975059;60775052);国家ITER计划国内配套研究资助项目(2010GB108004);教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090075110002);上海市优秀学术带头人计划资助项目(11XD1400100);上海市科学技术委员会重点基础研究资助项目(11JC1400200;10JC1400200);上海市科学技术委员会技术标准专项资助项目(10DZ0506500)

摘　　要：冗余并联机器人具有冗余容错能力,能在局部故障的情况下继续工作.而设备的机械间隙无法完全避免,并且较难建立精准的机械间隙模型,因此基于运动学冗余的常规容错方法较难实现精准容错控制.基于生理止血调控机制,考虑冗余并联机器人控制特性和机械间隙因素,提出一种新颖的精准容错控制器.与止血机制类似,该控制器不但能够进行子通道误差优化,而且能进行全局故障辨识和容错补偿.利用2-DOF冗余并联机器人进行了真实实验.结果表明,提出的精准容错控制器的控制精度和容错能力均比传统控制器有较大提高.Due to redundancy fault tolerance,redundant parallel manipulator can continue working even when meeting some local faults.However,the manipulator＇s mechanical clearance cannot be eliminated,and it is hard to establish a precise mechanical clearance model.Therefore,kinematic redundancy-based conventional fault-tolerant methods can hardly achieve precise fault-tolerant control.Considering the control characteristic and mechanical clearance of the redundant parallel manipulator,based on the physiological hemostasis control mechanism,a novel precise fault-tolerant controller（PFTC） is proposed.Similar to the hemostasis mechanism,the PFTC optimizes the sub-channel,meanwhile,identifies global faults and makes fault-tolerant compensation.A 2-DOF redundant parallel manipulator was used for actual experiment.The result shows that comparing with conventional controller,the proposed PFTC owns better control precision and fault-tolerant capability.

关 键 词：冗余并联机器人 精准容错控制 生理止血机制 机械间隙 协同智能控制 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]