机器人智能滑模变结构控制方法的研究

发布时间：2021-05-31 17:19

　　机器人的轨迹跟踪控制是机器人控制的一个非常重要的问题,因为机器人的轨迹跟踪控制运用在很多工业领域,比如焊接、喷漆、组装、放置、包装、产品检测和测试等。本文针对具有动力学建模误差甚至未知参数和不确定外部干扰的机器人,研究了将传统的滑模变结构控制和智能控制两者相结合并运用到机器人关节轨迹跟踪控制当中。研究的主要内容包括:针对机器人的动力学模型已知且考虑关节摩擦力的情况,本文提出了一种带有自适应补偿器的模糊滑模变结构轨迹跟踪控制方法。自适应模糊系统主要是用来逼近机器人的各关节摩擦力,采用滑模变结构控制律,为了减小模糊系统逼近时产生的误差带来的控制律抖振和提高关节的轨迹跟踪精度,引入一种自适应补偿器来估计逼近误差的上界,最后通过Lyapunov稳定性原理证明了机器人轨迹跟踪控制系统的稳定性。对于机器人的动力学模型存在未知参数且考虑关节摩擦力的情况,本文提出了和声搜索算法优化RBF神经网络滑模变结构控制方法,利用和声搜索算法来优化RBF神经网络的结构参数,然后在线逼近机器人动力学模型中的不确定项,采用滑模控制律,通过Lyapunov稳定性原理证明了机器人轨迹跟踪控制系统的稳定性,完成了对机器人关... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中国工业机器人需求及增速在政策等多方面的推动下，到2017年末，中国机器人保有量将有超过40万台

图2.1双关节刚性机械手

8图 2.2 双关节机械手的坐标系12 2 1 12 2 2 12 2 1 2 122 2 2 12 2 1 2 2 1 2 2) ( ) ( ) ( )( )) ( ) ( ) 0, ), )D q q C q q C q q q qD q q C q q qq g q g 为2 2 2 2 2 1 2 222 2 2 1 2 22 cos( )cos( ) m r m rr qm r m rr q

【参考文献】：
期刊论文
[1]滑模变结构中抖振消除方法研究[J]. 姚娟.  机电工程技术. 2016(09)
[2]机器人研究进展与科学挑战[J]. 刘辛军,于靖军,王国彪,赖一楠,何柏岩.  中国科学基金. 2016(05)
[3]空间机器人的计算力矩实时控制方法[J]. 邵兵,原恩桃.  上海电机学院学报. 2015(03)
[4]改进神经网络自适应滑模控制的机器人轨迹跟踪控制[J]. 付涛,王大镇,弓清忠,祁丽.  大连理工大学学报. 2014(05)
[5]改进的关节机器人神经网络PID控制器[J]. 李楠,李文鑫,薛方正.  控制工程. 2013(06)
[6]多关节机器人的自适应模糊滑模控制[J]. 穆效江,陈阳舟.  控制工程. 2008(05)
[7]带有摩擦的机器人鲁棒控制[J]. 周景雷,张维海.  机械工程学报. 2007(09)
[8]刚性臂机器人自适应控制方法研究进展[J]. 崔博文,陈剑,陈心昭.  机电工程. 2005(12)
[9]遗传算法和神经网络融合的滑模控制系统及其在印刷机中的应用(英文)[J]. 张昌凡,王耀南,何静,龙永红.  控制理论与应用. 2003(02)
[10]机器人的一种鲁棒控制方法[J]. 白国长,侯伯杰.  郑州大学学报(工学版). 2002(01)

博士论文
[1]多关节机器人鲁棒跟踪控制策略研究[D]. 王三秀.浙江工业大学 2015
[2]多关节机器人的智能滑模变结构控制方法研究[D]. 穆效江.北京工业大学 2008

硕士论文
[1]六自由度机器人控制与仿真技术研究[D]. 顾威.山东大学 2017



本文编号：3208650