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6-DOF并联机器人非线性鲁棒自适应控制

吴健珍  
【摘要】: 本论文首先简单的介绍了并联机器人结构及其机器人控制理论的发展概况,其次,研究了系统仿真的工具,采用SIMULINK和S-FUNCTION结合来对机器人系统进行仿真研究,可以避免繁琐的状态方程的求解;然后,在第三章,进行控制方法的研究,对串联机器人设计了几种控制器,并对其进行仿真:最后针对我校自行研制的6-DOF并联机器人,建立了不确定的动力学模型,推导了不确定的上界包络函数,在此基础之上,给出并证明了机器人的三个重要特性;考虑到6-DOF并联机器人的实际动力学特点,采用简单的多项式结构,应用不依赖于机器人动力学模型的鲁棒自适应分散控制策略——即一个简单的PD线性反馈+补偿不确定性动力学的非线性反馈,其控制律的设计既不依赖于机器人的已知的标称模型,也不需要计算机器人的回归矩阵,能够有效克服通常难于建模的非参数不确定性的影响,而唯一需要了解的只是各个关节的位置和速度状态;对于分散控制策略,充分考虑了机器人各关节的动力学的耦合影响,而且更能克服现存分散控制器结构不连续以及控制输出不平滑的缺点,最后可以保证全局的渐近稳定。对于所设计的鲁棒自适应分散控制器,我们进行了大量的轨迹跟踪的仿真试验,仿真结果表明,本文理论推导正确,能够达到系统所要求的设计目的。


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