步行機器人系統(tǒng)魯棒控制器的分析及研究.pdf

1、機器人的控制問題無論在理論界還是工程界多年來一直備受人們關(guān)注。機器人不僅是一個十分復雜的時變、強耦合、高度非線性系統(tǒng)，而且實際上還存在諸多不確定因素，諸如測量誤差、摩擦、負載變化、隨機擾動及未建模動態(tài)等，因此無法得到完整的、精確的機器人系統(tǒng)模型。在機器人軌跡跟蹤過程中，也存在系統(tǒng)元件故障引起機器人結(jié)構(gòu)變化及運動軌跡逆解求取的實時性等問題。對于高速、高精度、高性能機器人系統(tǒng)而言，這些不確定因素嚴重影響其控制品質(zhì)，為此研究不確定機器人的控制

2、問題具有重要的理論意義和實用價值。 魯棒控制問題則恰恰是其中的焦點問題之一。我們必須面對機器人大量不確定性因素的存在，而魯棒控制正是以具有不確定性的系統(tǒng)為研究對象的控制技術(shù)。因此，研究具有不確定性機器人的魯棒控制問題就具有十分重要的理論和實踐意義。 首先，本文針對雙足步行機器人進行基礎(chǔ)性的研究工作，建立了七連桿步行機器人的簡化模型?；邶R次坐標變換理論對雙足步行機器人進行了正逆運動學建模。在運動學建模的基礎(chǔ)上，基于拉格朗

3、日動力學方程推導雙足機器人的動力學方程。 接著，系統(tǒng)地梳理了當前機器人技術(shù)的幾類控制策略，分析比較了各自的有缺點。 然后，針對外部干擾難以測量的不確定機器人系統(tǒng)，采用一種改進后的機器人魯棒控制策略，通過仿真實驗驗證了所提控制方案的有效性。針對魯棒控制策略雖然可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但是不能獲得良好的暫態(tài)性能，并且不確定性的上界難以獲知的缺點，探討一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒控制器。它將魯棒控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來構(gòu)成自適應控制系統(tǒng)