基于操作空間的機(jī)械臂自適應(yīng)模糊魯棒控制

王光勇，杜巧玲，劉振澤，尹蒼穹

(吉林大學(xué)a.通信工程學(xué)院，長春130022;b.電子科學(xué)與工程學(xué)院，長春130012)

基于操作空間的機(jī)械臂自適應(yīng)模糊魯棒控制

王光勇a，杜巧玲b，劉振澤a，尹蒼穹a

(吉林大學(xué)a.通信工程學(xué)院，長春130022;b.電子科學(xué)與工程學(xué)院，長春130012)

為提高動(dòng)力學(xué)模型不確定的機(jī)械臂系統(tǒng)的跟蹤精度，提出了一種基于操作空間的自適應(yīng)模糊的魯棒軌跡跟蹤控制方法。考慮存在未知的外部擾動(dòng)和其他未建模動(dòng)態(tài)，引入GL(General Linear)矩陣及其乘法算子，利用模糊系統(tǒng)逼近任意非線性函數(shù)的能力對(duì)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)進(jìn)行前饋補(bǔ)償，通過魯棒控制項(xiàng)抑制建模誤差和有界擾動(dòng)。該方法無需求解機(jī)械臂在操作空間的動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器能達(dá)到較好的軌跡跟蹤效果。

操作空間;機(jī)械臂;模糊控制;自適應(yīng)控制;魯棒控制

0 引 言

機(jī)械臂的問世使工業(yè)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。近年來，隨著科技水平不斷提高，亟需更智能化的機(jī)械臂去執(zhí)行較為復(fù)雜的操作任務(wù)。針對(duì)此類問題，一些學(xué)者將智能控制應(yīng)用到機(jī)械臂控制領(lǐng)域，提出了許多智能控制新策略，如自適應(yīng)控制［1-3］、魯棒控制［4］、滑模控制［5］、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制［6，7］及模糊控制［8］等。關(guān)于機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制已經(jīng)較為成熟，但以往對(duì)于自由空間機(jī)械臂的軌跡控制都是在關(guān)節(jié)空間實(shí)現(xiàn)的，其期望的運(yùn)動(dòng)軌跡也是隨意選取的。然而，對(duì)于受到任務(wù)約束的機(jī)械臂，其運(yùn)動(dòng)任務(wù)一般都是在操作空間定義的，因此，研究操作空間下的機(jī)械臂的軌跡跟蹤控制問題具有一定的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。……