基于模糊力矩的機(jī)械臂軌跡跟蹤控制方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、軍事以及太空探索等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。機(jī)械臂作為應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)機(jī)器人，其多輸入多輸出的控制系統(tǒng)具有耦合性、非線(xiàn)性以及時(shí)變性等特點(diǎn)。機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制作為機(jī)械臂的研究重點(diǎn)，要求機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的實(shí)際軌跡跟蹤給定的期望軌跡。在機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型已知的前提下，現(xiàn)有的控制算法可以解決機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制問(wèn)題;但是在實(shí)際情況下，由于機(jī)械臂關(guān)節(jié)存在有耦合、摩擦等非線(xiàn)性因素以及負(fù)載變化等外部擾

2、動(dòng)的影響，機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型往往不能精確得到。因此，研究更具有適應(yīng)性的機(jī)械臂控制方法是有價(jià)值的。
　　本文以帶有不確定項(xiàng)的機(jī)械臂控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制算法進(jìn)行研究。首先，本文運(yùn)用D-H方法對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上，利用拉格朗日函數(shù)建立三自由度機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型，并且對(duì)其進(jìn)行必要的化簡(jiǎn)進(jìn)而提出本文的機(jī)械臂模型。其次，實(shí)現(xiàn)了基于PD方法的定點(diǎn)控制和基于計(jì)算力矩法的時(shí)變軌跡跟蹤控制，從仿真結(jié)果可以看出計(jì)算

3、力矩法的軌跡跟蹤控制精度不高。針對(duì)這種情況，本文提出在計(jì)算力矩法的基礎(chǔ)上加入模糊控制，綜合模糊控制與計(jì)算力矩方法的優(yōu)點(diǎn)，使模糊力矩方法對(duì)機(jī)械臂軌跡跟蹤誤差降低的同時(shí)，增加了計(jì)算力矩法內(nèi)控制回路的自適應(yīng)性。
　　最后，針對(duì)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型不確定部分的控制，在模糊力矩控制的基礎(chǔ)上提出了兩種基于變結(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)哪：乜刂品椒ǎ椿谧兘Y(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)哪：乜刂坪突谀：兘Y(jié)構(gòu)補(bǔ)償?shù)哪：乜刂?。機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型分為標(biāo)稱(chēng)部分與不確定部分，采用