多关节机器人的反演自适应模糊滑模控制.pdf

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1、《电气自动化)2011年第33卷第2期智能控制技术nteligentControlTechnique多关节机器人的反演自适应模糊滑模控制球徐传忠王永初杨冠鲁(1．华侨大学信息学院；2．华侨大学机电学院，福建泉州362021)摘要：针对二关节机器人轨迹跟踪问题，设计了一种新的反演自适应模糊滑模控制器。该方法设计了反演滑模控制器和自适应模糊控制器，通过设计合适的自适应律，采用模糊控制器在线估计不确定性上界值，实现了对建模误差和干扰的自动跟踪，削弱了抖振。利用李亚普诺夫定理证明了系统的稳定性。仿真结果表明该方法的有效性。关键词：反演滑模

2、控制模糊控制抖振切换函数[中图分类号]TP273[文献标识码]A[文章编号]1000．3886(2011)02-0028-04BacksteppingAdaptiveFuzzySlidingModeControlofMulti—jointRobotXuChuanzhongWangYongchuYangGuanlu(1．CollegeofElectircalInformationEngineering，UniversityofHuaquao，XiamenFujian361021，China；2．CollegeofMechanical

3、Engineering，UniversityofHuaquao，XiamenFujian361021，China)Abstract：Anewmethodofbacksteppingadaptivefuzzyslidingmodecontrolfortrackingcontrolofmulti-jointrobotmanipulatorsisintroducedinthispaper．Abacksteppingslidingmodecontrollerandanadaptivefuzzycontrolleraredesigned．A

4、properlawisusedtoadjustthefuzzycontrolleradaptively．Fuzzycontrolisappliedtoestimatesupperboundofthemodeerrorsandexternaldisturbancesbyintergralautonmtically．Soitreduceschatteringandenhancesprecision．ThesystemstabilityisprovedbyLyapunovprinciple．Simulationresultsverify

5、thevalidityofthecontrolscheme．Keywords：backsteppingslidingmodecontrolfuzzycontrolchatteringswitchingfunction0引言削弱了抖振；并构造Lyapunov函数，证明了控制系统的稳定性。机器人轨迹跟踪控制系统的主要日的是通过给定各关节的1系统描述驱动力矩，使得机器人的位置、速度等状态变量跟踪给定的理想对于具有n个旋转关节的刚性机器人，其动态性能可由以下轨迹。滑模变结构控制(SlidingModeVariableStructureCo

6、ntrol，二阶非线性微分方程描述：SMVSC)方法比较适合于机器人的控制，这主要足闪为滑模变结M(q)q+C(q，q)q+G(q)P(t)：“(1)构控制对有外界干扰和参数变化具备某种小变性，或称完全鲁棒e中，P(t)=d(t)+AM(q)+AC(q，)+AG(q)(2)性，这对于机器人控制非常有利，它可以削弱由于负载变化或式中，q，q，qR分别表示关节角位置矢量、速度矢量及加速度随机uf：扰对系统控制性能的影响。但是由于系统惯性、系统延迟矢量。M(q)，C(q，)，G(q)是机器人系统的名义模型参数，及测量误差等原因，使变结构

7、控制在滑动模态下产生抖动。抖动(q)R为机器人惯性矩阵，C(q，)R”表示离心力和哥题成为变结构控制在实际系统中应用的突出障碍J。为了削氏力，G(q)ER代表重力项，AM(q)，AC(q，)，AG(q)是建模弱滑模控制带来的高频抖动，许多学者研究了多种方法，有准滑误差，d(t)足外部1扰op(t)R为建模误差和外部干扰，“动模态方法、观测器方法、模糊方法I、神经网络法等，是控制力矩。取得了引人注目的成果。文献[7—9]针对含有多种不确定性干对于式(1)描述的多关节机器人，一般具有如下性质：扰和摄动的多关节机器人控制，提出了各种行之

8、有效的方法。文性质1：M(q)是一个正定对称阵，有界，其逆(q)献[10一l2]针对不同的被控对象设计了相应的反演滑模控制器。存在。本文针对含有多种不确定性干扰和摄动的多关节机器人系性质2：惯性矩阵M(q)和离心力和哥氏力C(q，辛)满足以统，设计