二自由度機(jī)器人機(jī)械臂控制問(wèn)題研究.pdf

1、機(jī)器人是一個(gè)十分復(fù)雜的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，它具有時(shí)變、強(qiáng)耦合和非線性的動(dòng)力學(xué)特征，而且實(shí)際上還存在諸多不確定因素，諸如測(cè)量誤差、摩擦、負(fù)載變化、隨機(jī)擾動(dòng)及未建模動(dòng)態(tài)等，因此無(wú)法得到完整的、精確的機(jī)器人系統(tǒng)模型。針對(duì)以上情況，本論文引入耗散系統(tǒng)理論，提出了基于Backstepping(遞推)設(shè)計(jì)方法的魯棒H<,∞>控制以及基于模型的干擾抑制器(MBDA)的機(jī)器人控制技術(shù)。 H<,∞>控制所考慮的主要是干擾抑制問(wèn)題。在保證系統(tǒng)穩(wěn)

2、定的前提下，將干擾對(duì)系統(tǒng)輸出的影響抑制到所要求的最小程度。本論文主要考慮了機(jī)器人系統(tǒng)的參數(shù)不確定性和外界干擾之間的關(guān)系，利用H<,∞>理論，分兩種情況對(duì)其進(jìn)行了控制，一種情況是參數(shù)不確定性和外界干擾分開(kāi)控制，另一種情況是將參數(shù)不確定性看作干擾的一部分進(jìn)行控制，通過(guò)將Backstepping設(shè)計(jì)方法和H<,∞>控制理論相結(jié)合，避免了在非線性系統(tǒng)H<,∞>理論研究中的Hamilton-Jacobi不等式的求解問(wèn)題，簡(jiǎn)化了控制器的求解過(guò)程，并

3、且所獲得的控制器簡(jiǎn)單實(shí)用。 MBDA(基于模型的干擾抑制器)控制法是最近幾年由韓國(guó)學(xué)者Choi所提出的一種簡(jiǎn)單實(shí)用的控制方法。其基本思想是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)建立一個(gè)平行模型，并通過(guò)PD或PID控制器將實(shí)際系統(tǒng)和模型系統(tǒng)有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)。本論文將其應(yīng)用到機(jī)器人控制中來(lái)，不但很好的解決了因無(wú)法獲取精確模型所帶來(lái)的誤差問(wèn)題，而且此方法由于是基于PD和PID控制的，算法簡(jiǎn)單，速度快，克服了傳統(tǒng)控制方法難于實(shí)現(xiàn)的弱點(diǎn)，更為關(guān)鍵的是它有出色的干擾抑制