機器人的端口受控哈密頓與自適應協(xié)調控制.pdf

1、隨著社會經濟發(fā)展和機電、電力電子、人工智能等相關理論以及各種控制策略的日益完善，機器人技術已逐漸成熟，并在眾多領域取得較為廣泛的應用，發(fā)揮著不可或缺的作用。相應的，其控制系統(tǒng)的研究顯得日益重要。
　　作為一個高階復雜系統(tǒng)，機器人實際運行過程中不可避免地會受到內部不確定性參數和外部擾動等因素的影響。如何最大程度地減小這些因素對系統(tǒng)的影響與干擾，成為機器人控制策略的研究重點。
　　傳統(tǒng)的機器人控制方案往往不考慮關節(jié)驅動電機，僅僅

2、從其動力學角度出發(fā)，建立其模型。在此基礎上進行控制器設計，雖然理論上可以取得較好的效果，但在實際運行中卻是差強人意，具有很大的局限性?；诖吮菊n題統(tǒng)籌機器人動力學與驅動電機，永磁同步電機（PMSM）作為機器人驅動電機，在修正模型的基礎上給出了控制器的設計過程與方法。
　　第一，首先介紹了本課題的研究目的和意義，并簡單闡述了機器人控制的國內外研究現狀與趨勢。
　　第二，統(tǒng)籌機器人動力學模型與關節(jié)驅動電機PMSM的數學模型，建立

3、了新的機器人模型。
　　第三，主要研究了機器人的端口受控哈密頓與自適應協(xié)調控制。分別設計求取了端口受控哈密頓控制器與自適應控制器，仿真結果表明，采用該方案后系統(tǒng)跟蹤信號的快速性良好，同時也具有較好的穩(wěn)態(tài)性能，初步證實了協(xié)調控制策略的可行性。
　　第四，考慮到自適應控制自身的局限性，即對機器人非內部不確定性因素控制不理想。本文在已有方案的基礎上設計了干擾觀測器，兼顧了改善機器人參數不確定性和外部擾動等缺點。仿真結果表明，加入干