赵娜，吕成兴

(1.齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省海洋仪器仪表研究所 山东省海洋环境监测技术重点实验室 国家海洋监测设备工程技术研究中心，山东 青岛 266033；2. 青岛理工大学 信息与控制工程学院， 山东 青岛 266000)

选择顺应性装配机器手臂(selective compliance assembly robot arm，SCARA)机器人是典型的机械臂系统，其结构设计如图 1所示。由于具有结构简单等优点，目前已广泛应用于组装、焊接、加工等行业[1-5]。同时，这些领域对于SCARA机器人的运行速度和轨迹跟踪精度也提出了更高的要求。因此，研究SCARA机器人的轨迹跟踪问题在理论和实践中都具有极其重要的意义。

图1 SCARA机器人结构示意图Fig.1 Schematic of SCARA robot

由于机械臂系统是高度非线性的系统，因此线性控制的方法难以获取良好的动态和稳态性能。滑模控制的滑模面不受被控对象的参数不确定性和外部干扰的影响，因此经常在机械臂的控制中使用，然而滑模控制容易引入颤振现象[6-7]。模糊控制不需要建立精确的数学模型，但是其稳态性能并不理想[8]。反步设计方法对于非线性系统、尤其是带有不确定性的非线性系统具有较强的处理能力。Nikdel等[9]通过设计自适应反步控制器来提高机械臂的轨迹跟踪性能，控制器在模型非线性和参数不确定性的情况下保证了系统稳定性以及良好的跟踪性能。反步法相对于其他的渐近收敛算法，具有收敛速度快、控制精度高和抗干扰能力强等优点。目前SCARA机器人系统的时变轨迹跟踪问题依然存在控制精度不足、抗干扰能力较差等缺点。……