基于奇异摄动的柔性关节机械臂约束跟随控制研究

摘要：

针对二连杆柔性关节机械臂,提出了一种基于奇异摄动理论和Udwadia-Kalaba(U-K)方法的控制方法.设计步骤主要分为两步:第一,基于奇异摄动法对系统进行降阶,把系统拆分为快、慢系统,不仅降低了求解系统的阶次,而且克服了系统柔性;第二,基于U-K方法设计了快、慢系统的状态反馈约束跟随控制律,能使快、慢系统约束跟随误差收敛到零,即使系统初始不满足约束条件,该方法不需要借助Lagrange乘子和伪广义速度等辅助变量,可以同时处理完整约束和非完整约束.将以上方法运用在二连杆柔性关节机械臂系统中,解决了二连杆柔性关节机械臂的柔性振荡和约束跟随的问题.使用MATLAB进行仿真,并且与传统PID控制进行了对比,验证了所提出的方法的有效性与优越性.

关键词：柔性机械臂、奇异摄动理论、约束跟随控制、轨迹跟踪

所属期刊栏目：44

分类号：TH113

资助基金：国家自然科学基金52105096

在线出版日期：2023-06-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：513-524