一種基于多軸工業機器人的非線性同步控制方法

儲婷婷，劉延杰，韓海軍

（哈爾濱工業大學機器人技術與系統國家重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150001）

一種基于多軸工業機器人的非線性同步控制方法

儲婷婷，劉延杰，韓海軍

（哈爾濱工業大學機器人技術與系統國家重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150001）

0 引言

目前，同步控制主要主要分為非耦合控制和耦合控制方式，非耦合控制主要有并行控制、主從同步控制和虛擬總軸控制。耦合控制主要有交叉耦合控制。隨著同步控制技術的發展，在交叉耦合經典同步控制策略上又提出了偏差耦合控制和環形耦合控制。

近年來，交叉耦合控制技術廣泛應用到多軸系統中。2003年Perez- Pinal等人提出適用于同步電機數目N＞2的偏差耦合控制策略［1］。Borensteint J將改進的耦合同步控制方法應用在四自由度的工業機器人控制系統中［2］。Sun D與Mills J K將交叉耦合控制方法應用于多機器人的協調運動中［3］。遺憾的是上述方法都需要設計空間軌跡輪廓模型來構建同步誤差，從而使得控制算法較復雜，阻礙了其工程實現。張承慧等設計了一種基于最小相關軸數目的相鄰耦合誤差同步控制算法［4］，仿真結果改善了四軸控制系統的同步性能。Sun Dong等將傳統的PD控制與交叉耦合算法相結合，成功應用于并聯機器人的高精度控制系統中［5］。工程實際中多采用PD控制［6］，然而縱觀現有的PD偏差耦合控制算法，大多數控制系統仍廣泛采用傳統的線性控制。六軸工業機器人是典型的不確定非線性機械系統，其動力學模型十分復雜，不容易獲得精確的動力學參數，并且常規的線性PID控制難以抑制擾動。……