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《浙江工业大学》 2017年
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移动机械臂轨迹跟踪控制的研究

董玉明  
【摘要】:移动机械臂是由移动平台和固定在其上的机械臂组成的机器人系统。该系统具有操作空间大,操作灵活的优点,现已被广泛应用于工业生产、深海开发和家庭服务等领域。然而在移动机械臂跟踪控制过程中,移动平台的非完整性、系统动力学模型的不确定性、外界干扰和未建模动态等因素都会影响系统的性能。因此,对这类系统的轨迹跟踪控制问题进行研究具有重要的意义。本文针对移动机械臂的轨迹跟踪控制问题,作了如下研究工作:1.在分析系统动力学特性的基础上,结合非完整轮式移动机器人动态约束的特点,建立了移动机械臂的运动学模型和动力学模型,为移动机械臂的轨迹跟踪控制提供了合理的模型依据。2.针对移动机械臂轨迹跟踪过程中存在的干扰,设计了一种基于扩张状态观测器的跟踪控制器,对系统干扰进行估计和补偿,从而消除干扰对系统性能的影响,并保证了移动机械臂在任务空间中对参考轨迹的渐近跟踪。3.针对移动机械臂模型的不确定性和有界干扰问题,提出了一种自适应滑模控制方法。通过在滑模控制器中加入自适应律,对系统的不确定性和干扰进行估计,保证了系统的稳定性,同时改善了系统的动态性能。4.研究了移动机械臂在动力学参数全部未知时的轨迹跟踪控制问题。通过移动机械臂的运动学模型设计了一种运动学控制器,进而根据系统的分散动力学模型设计了一种基于Lyapunov理论的鲁棒控制器,实现了系统速度和位置的跟踪。最后,对本文所做的工作进行总结,并给出后续工作的展望。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP241

【参考文献】
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