摘 要:提出一种基于新模型的机器人计算力矩鲁棒跟踪控制。首先利用反馈控制技术,把多关节机器人动力学模型转化成一个线性状态方程。然后基于此线性状态方程,应用李雅普诺夫函数设计思想,针对不确定性有界的要求,设计连续鲁棒补偿控制器来抑制不确定性对机器人控制系统的影响。根据所选控制器中个别参数的不同,分别使机器人系统满足全局指数稳定(GES),全局渐近稳定(GAS)和全局一致终值有界(GUUB)。

关键词:机器人;鲁棒控制;指数稳定;渐近稳定;终值有界

中图分类号:TP242文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)19-116-03

Robust Tracking Control for Uncertain Robot

ZHOU Jinglei

(Heze University,Heze,274000,China)

Abstract:A new kind of computed torque robust tracking control for robots based on a new model is proposed.First,the robotic dynamical model is transformed into a linear state equation via feedback control technique.Then,based on the linear state equation together with the Lyapunov stability theory,the robust compensated controller corresponding to the bounded uncertainty is designed to attenuate the effect of unexpected uncertainty to robotic control systems.With the different parameter selected in the controller,the robotic systems can achieve Globally Exponentially Stable (GES),Globally Asymptotically Stable (GAS) and Globally Uniformly Ultimately Bounded (GUUB).

Keywords:robot;robust control;exponentially stable;asymptotically stable;ultimately bounded

0 引 言

过去一二十年里,对于不确定性机器人控制系统得到了广泛的研究,产生了多种控制方法,有基于计算力矩控制[1-3],有基于自适应控制策略[4,5],也有基于神经网络控制方法[6,7]等。自适应控制和神经网络控制属于智能控制范畴,就目前而言,设计这方面的控制器还有一定的难度和复杂度,而基于计算力矩控制器,其理论简单,设计方便,这就是为什么在大多数应用场合还会选择这方面控制器的原因,这也使研究机器人的计算力矩控制器有着重要的意义。文献[1,2]给出了一种不确定性机器人的鲁棒跟踪控制策略,通过改变控制器个别参数的取值范围,可以达到三种稳定性结果:GES,GAS和GUUB。不过文献[1,2]所设计的控制器有需要改进的地方:上述文献对于机器人动力学模型转化的结果是一个复杂的模型,那么针对复杂模型所设计的控制器也将是复杂的;上述文献所设计的控制器都是一分段控制器,这样在不断切换过程中将会产生一定的抖振现象。……