機械臂的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應終端滑模控制研究.pdf

1、機械臂是由機械本體、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感器裝置構(gòu)成的，一種能仿人操作、可自動控制、重復編程、并能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化設備。機械臂的應用是潛力無限的，所有人類所從事的領(lǐng)域，機械臂基本都可以從事，從人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到海洋探測、太空探測，機械臂都發(fā)揮著越來越重要的作用。機械臂是一個十分復雜的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，具有時變性、耦合性和非線性等動力學特征。其控制問題就是要使機械臂的各關(guān)節(jié)或末端執(zhí)行器位置能夠以理

2、想的動態(tài)品質(zhì)跟蹤給定的軌跡或穩(wěn)定在指定的位置上。在實際工作中，很多因素都能給機械臂系統(tǒng)帶來干擾和不確定性，這種不確定性和干擾可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定;另一方面，傳統(tǒng)的魯棒控制器具有一定的脆弱性，可能造成閉環(huán)系統(tǒng)性能指標下降甚至不穩(wěn)定?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制技術(shù)在控制論創(chuàng)立不久便被提出來，由于其具有強魯棒性，一直受到研究者的關(guān)注?；？刂萍夹g(shù)在機械臂控制中應用給位廣泛。因此研究帶有神將網(wǎng)絡自適應的終端滑?；？刂破骶哂兄匾睦碚摵蛯嶋H意義。
　　

3、本文針對機械臂的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應終端滑?？刂蒲芯?，主要工作概述如下：
　　首先，研究了機械臂神經(jīng)網(wǎng)絡終端滑?？刂茊栴}。利用神經(jīng)網(wǎng)絡對機械臂不確定上界進行辨識，并通過設計帶有飽和函數(shù)的滑模面，設計終端滑模控制器。由于設計過程中利用了Lyapunov函數(shù)，保證了機械臂系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，因此，我們給出了一種可行的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應終端滑?？刂扑惴?。而后對于名義模型不確定的模型，通過神經(jīng)網(wǎng)絡進行辨識，設計出了在線辨識名義模型和干擾、不確定性上界

4、的整體逼近的神經(jīng)網(wǎng)絡終端滑?？刂破鳌２⑼ㄟ^實例驗證了所提方法的有效性。
　　其次，研究了利用反演控制技術(shù)設計終端滑?？刂破?。普通的線性滑模面不能在有限時間內(nèi)收斂到零。因此在滑模面中引入非線性項，通過反演技術(shù)設計了快速終端滑?？刂破?，并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡辨識機械臂系統(tǒng)不確定性上界，設計了機械臂神經(jīng)網(wǎng)絡辨識的反演快速終端滑?？刂破?，通過構(gòu)造Lyapunov函數(shù)證明了方法的穩(wěn)定性。并且通過模型實例驗證了所提方法的有效性。
　　最后，對本