基于双观测器的机器人自适应摩擦补偿控制
2021-09-14曾培江
西华大学学报(自然科学版) 2021年5期
曾培江,刘 霞
(西华大学电气与电子信息学院,四川 成都 610039)
随着机器人技术的迅猛发展,机器人在多种领域得到广泛应用。然而,作为一个具有多变量和强耦合特点的复杂非线性系统,机器人在运行过程中容易受到各种外部因素的影响,其中关节摩擦的存在会导致系统位置控制精度的下降,严重影响机器人的运行效率[1]。因此,在设计机器人控制算法时,考虑对关节摩擦的补偿变得尤为重要。
为了降低关节摩擦对机器人的影响,学者们提出了基于观测器的补偿控制方法。文献[2]针对柔性关节机器人中不确定重力和摩擦问题,提出一种基于扩展状态观测器的控制方案。文献[3]将下肢外骨骼机器人的建模不确定、摩擦力和外部干扰视为集中干扰,提出一种基于干扰观测器的滑模控制方案。文献[4]针对异型曲面打磨机器人的摩擦和反作用力导致加工精度降低的问题,提出一种改进的非线性干扰观测器对摩擦和反作用力进行估计和补偿。文献[5]将机器人的关节摩擦与施加在连杆上的外力视为外部干扰,提出一种非线性干扰观测器,该方案可以在不测量加速度的情况下分别对摩擦力与外力进行估计,在降低摩擦与外力影响的同时也避免了测量噪声。文献[6]为消除柔性机器人电机侧摩擦对系统的影响,提出一种基于干扰观测器的比例微分控制器。文献[7]将机器人中包含摩擦在内的不确定动力学与未知干扰力矩视为集中干扰,并采用2 种滑模观测器对该干扰进行处理。……
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