基于观测器的机械臂轨迹跟踪控制研究

发布时间：2024-01-31 08:02

　　随着“中国制造2025”国家战略的提出,机械臂作为制造业智能化的重要一环,获得了空前关注。在随着任务难度的增加、复杂环境任务的增多,对机械臂末端姿态控制精度提出了更高的要求。为了获得快速响应,良好的稳定性和高精度的轨方迹跟踪控制法,有必要综合考虑实际机械臂系统的动态建模误差,不确定的外部干扰以及未知参数的影响。因此,本论文针对复杂任务环境中机械臂的轨迹跟踪问题进行了研究,取得了以下结果。针对机械臂在实际应用中无法建立完全精确的动力学模型以及机械臂在工作环境中普遍受到各种未知外部干扰的问题,提出一种基于扰动观测器的神经网络滑模控制方法。对于外界扰动中的可观测部分使用扰动观测器来消除,由于机械臂系统的数学模型存在可变参数,此外外部的扰动还存在随机性,将扰动观测器与机械臂的数学模型结合起来,通过选择设计参数可以使观测器指数收敛,达到对干扰的抑制作用。利用观测器来估计机械臂系统的扰动输出值,并与系统的实际扰动做差,以此对估计值进行修正,最终保证扰动误差趋于零。使用神经网络实时逼近并补偿机械臂系统中的不确定项,并将神经网络引入滑模变结构控制中,设计了一种基于神经网络滑模变结构控制器,解决机械臂系...

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２机器人控制系统流程图??

图１．２机器人控制系统流程图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｒｏｂｏｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??一个机器人控制系统的工作流程如图１．２所示，根据工作任务的需求，通过示教、数??值计算、外部传感器等得到期望轨迹，然后在笛卡尔坐标系下把运动轨迹转换成机械....

图1.1汽车装配机械臂

等多种学科，并且在高端制造中起着重要作用。自1962年世界上第一个机械臂在美国问世以来，它已广泛应用于许多行业，例如汽车生产线和汽车零件制造、农业设备加工、医疗手术和机械加工、食品生产和包装、物流、航空航天、军事等领域[5]。机械臂的广泛普及促进了制造业的快速发展，不仅大大提高了....

图1.2焊接机械臂

叨酥圃熘衅鹱胖匾?饔谩Ｗ?962年世界上第一个机械臂在美国问世以来，它已广泛应用于许多行业，例如汽车生产线和汽车零件制造、农业设备加工、医疗手术和机械加工、食品生产和包装、物流、航空航天、军事等领域[5]。机械臂的广泛普及促进了制造业的快速发展，不仅大大提高了产品的质量和产量，而....

图2.1机械臂末端执行器位姿表示

兰州交通大学硕士学位论文72机械臂系统动力学建模机械臂的运动学研究了机械臂各关节变量和末端执行器位姿之间的关系，通过推导可得到机械臂动力学模型，以此来实现对机械臂的轨迹跟踪控制。机械臂的动力学模型是各关节进行轨迹跟踪控制的重要依据。机械臂运动学和动力学的分析和研究对于机械臂的关节....

本文编号：3891243