周二振+王钰

摘 要：文章阐述了，开发一个逆向动态控制方法来提高工业机器人的跟踪性能，可以有效地解决非线性动态干扰的力量。一般来说，DFF（动态前馈）控制器和CTM（计算转矩）控制器用于对工业机器人的动态控制。用SimMechanics通过对模型的仿真来评估设计模拟控制器。结果表明，逆动态控制器是有效的，在实际应用上也可以成为一个真正的控制结构。

关键词：动态控制；DFF（动态前馈）；CTM（转矩计算方法）；SimMechanics

引言

多连杆工业机器人是一种典型的多输入多输出系统，它的状态是动态相互耦合的。因为每个机器人各关节的状态条件下都有一个大转矩变化，应该考虑机器人动力学的控制。从机器人的链接移动来跟踪参考轨迹，每个链接从其他链接上获得公平的干预作用。为了处理这些干扰力和优化跟踪性能和鲁棒性，有必要开发一个逆动态控制方法，有效地考虑非线性干扰的作用，比如惯性力，科氏力，离心力和重力。

基本上基于动态的控制器能够保证高精确的跟踪性能和鲁棒性。DFF控制器和CTM控制器在基本性能上几乎没有区别。如果广泛应用于机器人振动或外部力量上，CTM控制器具有更好的特性。吉尔伯特和哈里在1984年证明了CTM的鲁棒性，并且科斯拉也证明了CTM具有计算时间短，具有更精确的系统参数的优良性能。在第2部分，设计了一个SimMechanics模型通过仿真评估开发的控制器。第3部分也开发了DFF和CTM控制器。在4部分通过在HyRoHILS系统中使用SimMechanics模拟器模拟仿真和实验评估了路径跟踪性能和鲁棒性，分析了其中的优缺点。……