基于模糊力矩的機械臂軌跡跟蹤控制方法研究.pdf

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

2、動的影響，機械臂的動力學模型往往不能精確得到。因此，研究更具有適應性的機械臂控制方法是有價值的。
　　本文以帶有不確定項的機械臂控制系統(tǒng)為研究對象，針對機械臂的軌跡跟蹤控制算法進行研究。首先，本文運用D-H方法對機械臂進行運動學分析，在此基礎上，利用拉格朗日函數建立三自由度機械臂的動力學模型，并且對其進行必要的化簡進而提出本文的機械臂模型。其次，實現了基于PD方法的定點控制和基于計算力矩法的時變軌跡跟蹤控制，從仿真結果可以看出計算

3、力矩法的軌跡跟蹤控制精度不高。針對這種情況，本文提出在計算力矩法的基礎上加入模糊控制，綜合模糊控制與計算力矩方法的優(yōu)點，使模糊力矩方法對機械臂軌跡跟蹤誤差降低的同時，增加了計算力矩法內控制回路的自適應性。
　　最后，針對機械臂動力學模型不確定部分的控制，在模糊力矩控制的基礎上提出了兩種基于變結構補償的模糊力矩控制方法，即基于變結構補償的模糊力矩控制和基于模糊變結構補償的模糊力矩控制。機械臂的動力學模型分為標稱部分與不確定部分，采用