欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂分層滑模模糊控制研究.pdf

1、欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一類控制輸入數(shù)目少于系統(tǒng)廣義坐標(biāo)變量(或自由度)數(shù)目的非線性系統(tǒng)。它是由驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)和非驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)組成的，由驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)通過動(dòng)力學(xué)耦合關(guān)系帶動(dòng)非驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)完成所需的動(dòng)作。由于非驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的存在，系統(tǒng)屬于非完全可控系統(tǒng)，一般的光滑反饋控制方法對這樣的系統(tǒng)是無效的，其運(yùn)動(dòng)控制比一般的機(jī)器人要困難得多。本文主要針對欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這些控制上的困難，將模糊控制和滑?？刂葡嘟Y(jié)合，研究了分層滑模模糊的控制方法。 本文主要以欠驅(qū)動(dòng)水平兩關(guān)節(jié)機(jī)械臂為研

2、究對象，采用拉格朗日力學(xué)方法建立了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí)采用分層滑?？刂频乃枷耄瑢⑾到y(tǒng)分成代表驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)和非驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的兩個(gè)子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)總的滑模函數(shù)。為了消除系統(tǒng)的抖動(dòng)，引入邊界層的概念，在邊界層內(nèi)，用基于滑模理論的模糊控制器代替滑模控制器。并采用模糊推理根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)各子系統(tǒng)在系統(tǒng)控制中的作用和各子系統(tǒng)滑模面的斜率，以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 進(jìn)行仿真研究，與分層滑?？刂品椒ㄟM(jìn)行比較，仿真結(jié)果證明了分層滑模模糊的控制方法