基于信號(hào)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械臂魯棒控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、!""#$%%%&%%’(清華大學(xué)學(xué)報(bào)-自然科學(xué)版.*%%>年第(>卷第(期C,(%)#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%>=?@AB(>=#@B((C+&(C>基于信號(hào)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械臂魯棒控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)廖武=鐘宜生=石宗英-清華大學(xué)自動(dòng)化系=北京$%%%D(.摘要E為了解決基于信號(hào)補(bǔ)償?shù)聂敯艨刂品椒ㄔ趯?shí)際系隙等不利因素的影響=及輸入幅度的限制等=因此在統(tǒng)中的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題!將該方法應(yīng)用于實(shí)際機(jī)械臂系統(tǒng)的實(shí)際系統(tǒng)中難以獲得期望的控制性能G控制器設(shè)計(jì)"在分析了實(shí)際控制器設(shè)計(jì)與理論設(shè)計(jì)之間的差本文將

2、文2’=>3中提出的基于信號(hào)補(bǔ)償?shù)聂敯舢惖幕A(chǔ)上!針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)對(duì)控制器設(shè)計(jì)的約束!提出了可控制方法應(yīng)用于實(shí)際多自由度機(jī)械臂控制系統(tǒng)的設(shè)采取的措施!并提出了相應(yīng)的控制器設(shè)計(jì)及調(diào)節(jié)方法!即首計(jì)=討論實(shí)際控制器設(shè)計(jì)方法與理論設(shè)計(jì)方法之間先設(shè)計(jì)單關(guān)節(jié)子系統(tǒng)標(biāo)稱控制器和魯棒補(bǔ)償器!然后再進(jìn)行的差異=分析設(shè)計(jì)實(shí)際控制器時(shí)受到的約束和應(yīng)當(dāng)多關(guān)節(jié)魯棒控制器的統(tǒng)調(diào)"將該方法用于實(shí)際的二自由度平采取的相應(yīng)措施=提出相應(yīng)的控制器設(shè)計(jì)及調(diào)節(jié)方面機(jī)械臂系統(tǒng)的魯棒控制器設(shè)計(jì)!進(jìn)行了物理實(shí)現(xiàn)和控制實(shí)法=并將所提出的方法進(jìn)行物理實(shí)現(xiàn)和控制實(shí)驗(yàn)G驗(yàn)!獲得了期望的控

3、制結(jié)果"關(guān)鍵詞E機(jī)械臂#魯棒控制#魯棒補(bǔ)償器#非線性系統(tǒng)"問(wèn)題的描述中圖分類號(hào)E0O*($B*文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼EP4連桿剛體機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型可以用文章編號(hào)E$%%%&%%’(-*%%>.%(&%(C+&%(2$=C3574)734<&H6A<)方程表示為8;;;6-7.79:-7=7.79<-7.9=-7.>?9?<=-$.QRSTUVWVXYRWZT[WT]V]^Y]_‘SaWVTb‘ZW]Y其中71@784分別表示關(guān)節(jié)角位移1速度和加17ABc]VY]ZZRYS_WSRX]VSTUVWZc]abRVSWT]V速度矢量

4、G6-7.AB4C4為慣量矩=其具有對(duì)稱正定defghi=jkglmnopqrst=ukejvstwost的特性0:-7=@7@4為哥氏力矩1離心力矩0.7AB-QRbWYaRV]^x‘]aWT]V=ySTVUz‘W{VT

5、RYST}=@4為4維重力矩0=-74為4維摩擦力<-7.AB.AB~R!TVU"###$%=&zTVW.矩=?AB4為4維關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩向量0?4為關(guān)

6、擾=可能和D17**A2

7、,2N5N5<)@(61N為2F3:@3N)@AA<)1N5<3N63:G$G$;G$;EFHG:EF:<7>?IG:EF:<7B)<7AN,@L<4)<<&@+&+)<

8、:@I*<317N@)0矩陣=F為電機(jī)的電樞電阻矩陣=H為驅(qū)動(dòng)電壓向3@3A23<7)1K1N:G$EFHG將上式的?代入式-$.=得8;;;6-7.79:-7=7.79<-7.9J-7.>?I9?=-7.9:EF:<7B合的系統(tǒng)G對(duì)此類系統(tǒng)已開(kāi)展了廣泛的研究并且提出了各種各樣的控制方法2$3=主要有計(jì)算力矩法1自適應(yīng)控制1魯棒控制2*3以及多種控制方法的綜合方收稿日期E*%%’&%+&$>基金項(xiàng)目E國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目->%+C(%+’.法2+

9、=(3等G然而=由于現(xiàn)有的大多數(shù)算法缺乏對(duì)實(shí)際作者簡(jiǎn)介E廖武-$FCF&.=男-漢.=湖南=碩士研究生G因素的考慮=在實(shí)際系統(tǒng)中=不僅機(jī)械臂系統(tǒng)的相關(guān)通訊聯(lián)系人E鐘宜生=教授=博士生導(dǎo)師=參數(shù)難以精確測(cè)得=而且還受到摩擦1外界干擾1間H&I72AE