基于去偽方法的二自由度機械臂軌跡跟蹤控制研究.pdf

1、機械臂的控制研究是一門迅速發(fā)展的綜合性前沿學(xué)科，受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視，同時，對機械臂的研究一直是控制領(lǐng)域?qū)＜业难芯恐攸c。但因其本身存在的耦合性、不確定性等因素，無法建立其精確的數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)致基于模型的現(xiàn)代控制理論在處理此類問題時困難重重。針對上述問題，本文采用去偽控制方法研究了模型未知情況下機械臂系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制問題。
　　去偽控制方法是基于在線測量的輸入輸出數(shù)據(jù)與性能指標設(shè)計一個控制器集合，通過不斷采集在線的輸入輸出數(shù)

2、據(jù)，去除不能夠滿足代價函數(shù)要求的控制器，找到一個符合代價函數(shù)要求的控制器切換到回路中。論文主要工作如下：
　　首先，研究基本的PID去偽控制方法，并將其施加到機械臂的軌跡跟蹤控制系統(tǒng)中，進行仿真分析。候選控制器集合中選用60個PID控制器實現(xiàn)軌跡跟蹤，控制效果較好。
　　其次，針對基本的PID去偽控制方法中候選控制器集合有限這個缺點，應(yīng)用梯度去偽控制理論，設(shè)計參數(shù)控制器，將候選控制器集合擴展到無限集合，進行仿真分析。梯度去偽

3、方法的優(yōu)點是計算量小，候選控制器的個數(shù)不受限制。
　　最后，針對梯度去偽控制方法的不足給出一種改進算法，即變步長的梯度去偽控制方法，并將此算法應(yīng)用到機械臂軌跡跟蹤控制系統(tǒng)中，進行仿真分析。變步長的選取，采用不精確的一維搜索技術(shù)，其優(yōu)點是計算量小，每次迭代時都能找到“滿意的”步長，提高控制精度，加快收斂速度。
　　為了驗證所用算法的有效性，本文利用Matlab/Simulink工具，分別對采用的算法進行仿真實驗，并將三種算法的