并联加工机器人时滞非线性动力学与高精度-高速数据驱动协同控制
批准号:
12072237
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
张舒
依托单位:
学科分类:
非线性振动及其控制
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张舒
中文摘要
本项目定位于应用基础研究,具有“需求牵引,突破瓶颈”的属性。针对刚柔耦合并联加工机器人时滞非线性动力学及数据驱动控制这一具有重要科学意义和应用价值的研究课题,通过对(1)并联加工机器人刚柔耦合动力学建模;(2)采样反馈系统时滞非线性动力学分析;(3) 并联加工机器人数据驱动的高精度-高速协同控制这三个科学问题的研究,提出并联加工机器人刚柔耦合动力学建模的新方法,完善含有采样反馈的时滞非线性系统的分析手段,提出基于数据驱动的高精度-高速协同控制策略,形成以刚柔耦合时滞非线性动力学为基础,包含建模、辨识、分析、控制的并联加工机器人完整理论研究框架,给出刚柔耦合并联加工机器人高精度-高速协同控制的设计依据,融合数据驱动思想,设计并实现性能更加出色的鲁棒控制算法。本项目的研究服务于国家重大需求,为突破高精度-高速加工中的技术瓶颈提供理论支撑和保障,同时有助于拓展时滞非线性动力学的研究领域。
英文摘要
This project is a fundamental research in both theory and application, featured by "demand drawing and bottleneck breakthrough". Aiming at the delay-induced nonlinear dynamics and data-driven control of rigid-flexible parallel machining robots, which has important scientific significance and practical value, this project will study the following three scientific problems: (1) rigid-flexible dynamic modeling of parallel machining robots; (2) nonlinear dynamics of time delayed systems with sampling feedback; and (3) data-driven high precision-high speed coordination control for parallel machining robots. The objectives of this project are to propose new methods of modeling rigid-flexible dynamics for parallel machining robots, to improve the approaches of analyzing the time delayed systems with sampling feedback, to propose data-driven high precision-high speed coordination control strategies, to develop an overall framework of the research on parallel machining robots which includes dynamic modeling, system identification, nonlinear dynamics analysis and control, and eventually to provide the design principles of high precision-high speed coordination control. Combining the data-driven ideas, the robust control schemes with better performance are also to be proposed and realized. This project serves the major national demand by providing theoretical support and guarantee for breaking through the technical bottleneck of high precision-high speed manufacturing. Meanwhile, this project also broadens the research field of delay-induced nonlinear dynamics.
本项目面向并联加工机器人刚柔耦合动力学建模及运动调控的需求,围绕以下三个科学问题:(1)并联加工机器人刚柔耦合动力学建模;(2)采样反馈系统时滞非线性动力学分析;(3)并联加工机器人数据驱动的高精度-高速协同控制展开研究,提出了领域知识-数据融合的机器人分步模型重构方法,给出了考虑刚柔耦合效应的数据驱动 机器人动力学建模和模型简化新策略;建立了具有对称构型的时滞非线性系统对称破缺响应存在和稳定的参数条件,明确了采样反馈系统这一特殊的时滞系统平衡态失稳的非线性动力学机理,提供了系统稳定的控制参数判据;设计了基于神经网络的并联加工机器人状态观测器,提高了加工机器人反馈控制的实时性,提出了动力学模型-数据融合的两相切换控制方法,设计了强化学习目标路径生成器,建立了刚柔耦合机器人系统的高速-高精度运动调控框架。最终,形成以时滞非线性动力学为基础,包含建模、辨识、分析、控制的并联机器人动力学理论研究框架,给出刚柔耦合并联机器人高精度-高速协同控制的设计依据。. 基于上述成果,本项目发表期刊论文11篇,部分论文发表于Acta Mechanica Sinica、Mechatronics、Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation等本领域重要期刊。项目负责人张舒在国内外重要学术会议做大会/邀请报告3次。培养在读研究生12人。.
并联加工机器人时滞非线性动力学与高精度-高速数据驱动协同控制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:63万元
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批准年份:2020
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负责人:张舒
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依托单位:
Internet大范围拥塞等效时滞动力学模型和在线学习控制
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批准号:11872277
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2018
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负责人:张舒
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依托单位:
状态依赖时滞耦合拥塞控制系统的振荡与同步
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批准号:11502168
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2015
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负责人:张舒
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依托单位:
国内基金
海外基金