柔性关节机器人渐近稳定非线性位置控制

【摘要】：为获得高精度高性能的机器人系统,必须考虑机器人关节柔性对运动精度的影响,考虑柔性因素将导致机器人系统控制变得复杂。 本文针对柔性关节机器人控制中,输出滞后、控制精度低的缺陷,充分分析了柔性关节的系统特性,提出了比例-非线性微分加期望重力补偿(P-ND+)控制,克服了柔性关节中存在的关节颤震现象,获得了很好的控制品质。随后又提出了实时重力补偿比例-非线性微分(P-ND)控制。 其次,本文考虑了工程实际中关节速度信息不方便获得的实际情形,提出了只基于关节位置测量的输出反馈(OPD)控制。并将一类具有“小误差放大、大误差饱和”功能的非线性饱和函数应用于输出反馈,提出输出了反馈实时重力补偿比例-非线性微分(OP-ND)控制,进一步提高了系统的控制性能。 最后充分考虑了工程实际需求,分别提出了实时重力补偿输入受限状态反馈(SPD)控制和输入受限输出反馈(OSPD)控制,均得到了很好的控制效果。