一類搬運(yùn)機(jī)器人的自適應(yīng)切換控制.pdf

1、搬運(yùn)機(jī)器人是進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對機(jī)器人的控制精度要求越來越高。在搬運(yùn)機(jī)器人作業(yè)中，由于負(fù)載的突變和非線性摩擦力的影響，往往使得系統(tǒng)的控制性能下降。如何克服負(fù)載變化以及摩擦力的影響，提高控制的精度，一直是機(jī)器人控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。
　　本文針對搬運(yùn)機(jī)器人負(fù)載的突變和摩擦力的不確定性，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)切換控制器和魯棒自適應(yīng)切換控制器，主要工作如下:
　　首先，將負(fù)載變化引起的參數(shù)突變看作機(jī)器人系統(tǒng)不同子動

2、態(tài)間的切換，建立依賴于負(fù)載變化的切換模型，通過為子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)子控制器來提高機(jī)器人系統(tǒng)對負(fù)載切換的適應(yīng)能力。考慮到每個子模型中的不確定因素，引入自適應(yīng)機(jī)制，對子控制器的參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)節(jié)。為了避免各個子系統(tǒng)的自適應(yīng)律由于共用狀態(tài)產(chǎn)生的耦合，本文設(shè)計(jì)了依賴于切換信號的自適應(yīng)律，使得只有當(dāng)前激活的子系統(tǒng)參數(shù)變化，非激活的子系統(tǒng)其參數(shù)保持不變。
　　其次，當(dāng)系統(tǒng)的非線性摩擦不能忽略時，設(shè)計(jì)了魯棒自適應(yīng)切換控制器，在系統(tǒng)具有參數(shù)不確定性和非

3、線性摩擦力的情況下，保證系統(tǒng)跟蹤誤差趨于零。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要建立精確的摩擦力模型，只需要摩擦的上、下界。
　　最后，在前兩種算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種不需要慣性矩陣實(shí)時求逆的機(jī)器人自適應(yīng)切換控制器。用正定常矩陣代替自適應(yīng)律中的慣性矩陣估計(jì)量，避免了對變化矩陣的實(shí)時求逆。
　　文章以二自由度的機(jī)器人為例，利用MATLAB進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果驗(yàn)證了自適應(yīng)切換控制器和魯棒自適應(yīng)切換控制器的有效性。文章最后對其主要工作進(jìn)行了總結(jié)，指出了