一類欠驅(qū)動機械臂的智能控制.pdf

1、欠驅(qū)動系統(tǒng)是一類所含控制器數(shù)目少于系統(tǒng)自由度的非線性系統(tǒng)。在工程技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用背景，如欠驅(qū)動機械臂、欠驅(qū)動航天器和欠驅(qū)動水面或水下船舶等等。最簡單的欠驅(qū)動機械臂是一種平面兩連桿機械臂。該類欠驅(qū)動機械臂根據(jù)驅(qū)動關(guān)節(jié)不同，分為兩種類型：其一為在肩部關(guān)節(jié)處沒有驅(qū)動(電機)，在肘部關(guān)節(jié)處有驅(qū)動器的平面機械臂；其二是在肩部關(guān)節(jié)處有驅(qū)動器，而在肘部關(guān)節(jié)處沒有驅(qū)動器的平面機械臂。前者稱為Acrobot機器人或Acrobot系統(tǒng)，后者稱為Pen

2、dubot機器人或Pendubot系統(tǒng)。兩系統(tǒng)都有兩個自由度和一個系統(tǒng)輸入。本文針對這類機械臂系統(tǒng)進行分析研究，控制的目標(biāo)是將系統(tǒng)從其平穩(wěn)下垂位置，通過肘部或肩部的電機力矩驅(qū)動及依賴系統(tǒng)本身的非線性耦合擺動至垂直豎立位置并使之最終穩(wěn)定。 論文首先利用拉格朗日動力學(xué)建立欠驅(qū)動機械臂動力學(xué)模型，根據(jù)該模型及系統(tǒng)參數(shù)提出了機械臂控制策略。針對欠驅(qū)動Acrobot機械臂系統(tǒng)，利用反饋線性化和基于能量的模糊控制方法搖起機械臂，并提出簡單可