快速響應(yīng)、高精度的位置跟蹤控制一直以來(lái)都是機(jī)械臂的研究熱點(diǎn)。由于目前大多數(shù)控制方法都停留在跟蹤誤差漸進(jìn)收斂階段,因此研究有限時(shí)間跟蹤控制算法具有重要意義。終端滑�？刂�,以其有限時(shí)間的收斂特性和對(duì)參數(shù)時(shí)變的強(qiáng)魯棒性,在機(jī)械臂控制領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。然而它也面臨一些問(wèn)題需要解決。一方面,終端滑模存在著抖振和奇異問(wèn)題。另一方面,終端滑�？刂圃跈C(jī)械臂標(biāo)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)未知時(shí)無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)位置跟蹤。另外,目前大多數(shù)終端滑�？刂品椒ǘ夹枰@得關(guān)節(jié)速度信號(hào)的反饋信息,但是考慮到速度傳感器運(yùn)行故障等原因,速度信號(hào)可能無(wú)法用于反饋,這給控制器的設(shè)計(jì)造成了巨大的挑戰(zhàn)。鑒于上述機(jī)械臂終端滑�？刂茊�(wèn)題,本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、狀態(tài)觀(guān)測(cè)器、自適應(yīng)理論等技術(shù),研究一系列機(jī)械臂有限時(shí)間跟蹤控制策略。論文研究工作如下:首先,針對(duì)存在外界擾動(dòng)的機(jī)械臂有限時(shí)間位置跟蹤問(wèn)題,提出快速非奇異終端滑�？刂撇呗�。該方法設(shè)計(jì)一個(gè)降階型快速終端滑動(dòng)面,改善了在遠(yuǎn)離平衡點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)的收斂速率,并引入飽和抑制消除奇異性�？紤]切換函數(shù)魯棒項(xiàng)會(huì)引發(fā)抖振現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了基于超螺旋算法的魯棒控制項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)抖振跟蹤控制。其次,針對(duì)機(jī)械臂標(biāo)稱(chēng)動(dòng)力學(xué)完全未知且同時(shí)考慮執(zhí)... 

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＰＵＭＡ機(jī)械臂?圖１．２第一臺(tái)ＳＣＡＲＡ機(jī)械臂??

；內(nèi)到達(dá)滑動(dòng)模態(tài)＾二。，且??Ｔｒ＜Ｖ（０）ｍｌ?，然后系統(tǒng)誤差變量ｅ、＾將沿著滑動(dòng)面＾?＝?０收??斂到零。??而誤差（ｅ，句處在域ｆ？時(shí)，存在兩種情況：６⑴＞〇；?＃〇＜〇�；冢澧诺慕�??的表達(dá)式：??ｔ??ｅ（ｔ）?＝?ｅ（０）?＋?＾（ｔ）ｄｔ?（３．２２）??０??我們對(duì)狀態(tài)軌跡的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析：當(dāng)６⑴＞〇時(shí)，根據(jù)（３．２２）可知ｅ⑴將單調(diào)??遞增直到到達(dá)和穿過(guò)￡與＾的邊界；當(dāng)＜〇＜〇時(shí)，根據(jù)（３．２２）可知ｅ⑴將單調(diào)遞??減直到到達(dá)和穿過(guò)五與Ｆ的邊界。圖３．１展現(xiàn)了狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡區(qū)域。??〇６?１?１?＇?ｍ?１?１??ｆ??０４??＼狀態(tài)軌跡??－＿?‘??－０２－??／?．９?＝?０??＾?／??．０?６?１?１?１?＇?１?１??－０?２?－０１５?－０?１?－０．０５?０?０?０５?０１?０１５?０２??ｅ??圖３．１系統(tǒng)狀態(tài)軌跡運(yùn)動(dòng)區(qū)域??根據(jù)上述的分析，可知系統(tǒng)誤差狀態(tài)（ｅ，〇不會(huì)始終呆在區(qū)域Ｆ中，而是會(huì)??在有限時(shí)間內(nèi)穿過(guò)Ｆ到達(dá)￡。一旦系統(tǒng)狀態(tài)處于￡，由式（３．２１）可知系統(tǒng)將滿(mǎn)足??有限時(shí)間穩(wěn)定條件，狀態(tài)軌跡將在有限的時(shí)間以?xún)?nèi)運(yùn)動(dòng)到滑動(dòng)面上并沿著滑動(dòng)??２４??

?第３章存在外界擾動(dòng)的機(jī)械臂終端滑�？刂�???０６?１?１?＇?１?１?—實(shí)際軌跡?〇４?１?＇?１?＇?＇?—實(shí)際軌跡??ｔＷｌＡ？?！：ＷＶ＼／??－０．６??１?＇?＇?????＇?＇??－０．４??？?１?？?＇?１?＇?＇???０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??時(shí)間（Ｓ）?時(shí)Ｎ（Ｓ）??圖３．２位置跟蹤結(jié)果??０．５?Ｉ?１?１???１?????１??０．３????１?．?１?１?．?．???０．４?〇?２５??邶?糊?０２?■??＾?０．３?＿??｜?Ｉ。１５?ｌ?＿??０?２１?ｍ??ＪＥｉ?Ｉ?〇ｌ?１?？??ｇ?０?１?＼?Ｓ?＼??＾?０?０５?ｙ?＇??－０．１??■?１?１?＇?＇?１?＊??－０．０５＇?■?？?■?？?■?＊?？???０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６??時(shí)間（Ｓ＞?時(shí)?ｌ＇ｎｊ（ｓ）??圖３．３二關(guān)節(jié)位置誤差??首先對(duì)３．２節(jié)所設(shè)計(jì)的ＦＮＴＳＭ控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。取飽和上界ｐ?＝?ｌ，控制??增益參數(shù)々?＝?５０。仿真結(jié)果如圖３．２？３．７所示。圖３．２為機(jī)械臂二關(guān)節(jié)的位置跟??蹤曲線(xiàn)。圖３．３展現(xiàn)了兩關(guān)節(jié)位置跟蹤誤差結(jié)果。圖３．４是兩關(guān)節(jié)的速度軌跡跟??蹤曲線(xiàn)。圖３．５為兩關(guān)節(jié)速度誤差曲線(xiàn)。圖３．６為系統(tǒng)誤差（位置誤差ｅ和速度??誤差纟）狀態(tài)的相軌跡曲線(xiàn)。圖３．７為機(jī)械臂控制力矩曲線(xiàn)。???實(shí)軌邊?＇??攻：際軌跡?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3502290