移動機械手協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、移動機械手系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問題具有重要的理論意義和實用價值。平臺和機械手兩個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運動是移動機械手優(yōu)于移動機器人和傳統(tǒng)機械臂的根本所在，這使該系統(tǒng)具有更加明顯的實用價值；而有的平臺受到非完整約束，使移動機械手成為典型的非完整系統(tǒng)，非完整系統(tǒng)的控制一直是控制理論界的研究熱點。本文以移動機械手系統(tǒng)為背景，結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“移動機械手的協(xié)調(diào)運動規(guī)劃與控制”，對其協(xié)調(diào)控制問題展開研究。 首先，對移動機械手系統(tǒng)及其控制問題進行

2、了介紹，綜述了國內(nèi)外對移動機械手系統(tǒng)和非完整系統(tǒng)控制的研究進展，并闡述了選題背景和論文主要內(nèi)容。 其次，指出輪式移動機械手系統(tǒng)是一類典型的非完整系統(tǒng)。不加證明地給出了非完整系統(tǒng)和輪式移動機械手系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和各自的結(jié)構(gòu)特性，并說明了各自的控制問題的描述。 第三，非完整系統(tǒng)自身的特性給其控制問題的仿真帶來了相當(dāng)大的難度，我們在MATLAB環(huán)境下開發(fā)了一個仿真平臺，可以進行各種非完整系統(tǒng)軌跡跟蹤控制問題的仿真，為論文的后續(xù)工

3、作打下了堅實的基礎(chǔ)。 第四，針對不確定非完整動力學(xué)系統(tǒng)，利用系統(tǒng)動力學(xué)特性，提出一種基于動力學(xué)模型的滑模軌跡跟蹤控制器。保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定或指數(shù)穩(wěn)定，控制器結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。該算法用于輪式移動機械手系統(tǒng)，實現(xiàn)了協(xié)調(diào)控制。第五，將移動機械手系統(tǒng)通過變換化成由鏈?zhǔn)较到y(tǒng)和動力學(xué)系統(tǒng)組成的串級系統(tǒng)模型。在考慮不確定性的情況下，提出一種運動學(xué)與動力學(xué)相結(jié)合控制算法，保證了閉環(huán)系統(tǒng)所有狀態(tài)的漸近跟蹤，實現(xiàn)了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。 第六