具有不确定性的主从机械手自适应模糊控制
2023-10-07李超凡王福杰余元佳郭芳任斌樊开夫
机床与液压 2023年17期
李超凡,王福杰,余元佳,郭芳,任斌,樊开夫
(1.东莞理工学院电子工程与智能化学院,广东东莞 523000;2.东莞理工学院国际微电子学院,广东东莞 523000;3.东莞松山湖材料实验室,广东东莞 523000)
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近年来,机器人遥操作系统在深海探测控制、太空遥操作、手术微操作、医学内脏健康检查等场景展示了强大的潜在应用前景[1-2]。基于机器人遥操作系统的自适应控制成为目前研究的核心问题,也吸引了众多的学者研究该类控制问题[3-5]。文献[3]基于主从机器人动力学模型设计非线性类PD控制器,通过进行机器人重力补偿同时实现主从机器人关节角度与速度误差收敛。文献[6]基于主从机器人的任务操作空间提出一种异构机器人同步算法,并利用机器人冗余空间完成避障任务,取得良好的控制效果。
机器人系统是一个多输入、多输出、强时变耦合的非线性系统[7-8],在实际生产中的序列任务,机器人系统和环境的交互模型一般是难以精确实时标定的,受限于不断变化的负载(包括体积、质量、摩擦等)[7-12],引发了机器人系统的动力学、运动学与执行器不确定性。在机器人模型不确定与执行器受约束情况下完成复杂的精确控制,是目前研究的难点。文献[13]提出一种将PID与鲁棒自适应相结合的遥操作机器人控制算法,通过动力学模型“参数线性化”方法处理主从端动力学不确定性问题,确保主从机器人的位置与速度误差在时延网络下依然收敛于0。由于机器人雅可比矩阵对物理参数的要求,现在已经有学者提出了几种自适应控制算法来处理运动学不确定性[14-15]。……
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