虛擬未建模動態(tài)驅(qū)動的機械手PD控制.pdf

1、在高精度條件下，機械手的伺服控制始終是機電系統(tǒng)的重要科研方向。但是目前工業(yè)實際現(xiàn)場對機械手的伺服控制多采用線性PD控制方法，由于系統(tǒng)存在摩擦非線性和動力學(xué)非線性，其軸向定位精度難以滿足高精度要求。而目前非線性控制方法一般設(shè)計過程復(fù)雜、計算量龐大，工業(yè)上難以實現(xiàn)。針對這一問題，研究一類計算方便、易于操作實現(xiàn)的非線性高精度機械手伺服控制方法，具有重大的研究意義和應(yīng)用價值。
　　針對以上問題，本文依托流程工業(yè)綜合自動化國家重點實驗室，將

2、虛擬未建模動態(tài)驅(qū)動的PD控制方法應(yīng)用在機械手的伺服控制中，取得了良好的伺服控制效果，現(xiàn)歸納本文的主要研究內(nèi)容有:
　　(1)針對工業(yè)機械手伺服控制問題，分析了該領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)有控制方法的優(yōu)點和不足，指出了機械手高精度伺服控制的難點。同時，針對機械手具有摩擦非線性和動力學(xué)非線性的特點，基于機械手混合動力學(xué)模型建立了包含摩擦和動力學(xué)非線性的機械手各關(guān)節(jié)被控對象模型，該模型由線性模型、摩擦模型和虛擬未建模動態(tài)項組成，能夠全面描述機械手的實際動

3、力學(xué)特性。
　　(2)針對機械手各關(guān)節(jié)被控對象模型中含有的摩擦非線性和動力學(xué)非線性，提出了虛擬未建模動態(tài)驅(qū)動的機械手PD控制方法，解決了工業(yè)上使用的線性PD控制器作用于實際機械手非線性系統(tǒng)時難以獲得理想的控制效果，且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等在線學(xué)習(xí)方法計算復(fù)雜、難以實際應(yīng)用的問題。該方法首先建立帶有摩擦非線性和動力學(xué)非線性的離散控制器設(shè)計模型，然后設(shè)計線性PD控制器、摩擦先驗補償器和基于數(shù)據(jù)的虛擬未建模動態(tài)補償器，最后建立了穩(wěn)定性和收斂性分析。