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基于逆动力学的机械臂鲁棒位置控制方法的设计
【作者】段纯 顾建华
【关键词】 位置控制; 机械臂; 动力学函数; 反演滑模控制方法; 转矩到位置转换方法; 逆动力学;
【摘要】机械臂的位置控制准确度有利于提高机械臂工作的可靠性,为了提高机械臂工作过程中对位置控制的平稳性、快速性、准确性和鲁棒性,设计了一种基于逆动力学的机械臂鲁棒位置控制方法。通过对机械臂的电机系统进行分析,获取电机系统的动力学函数。利用转矩到位置转换方法和反演滑模控制方法,设计了一种逆动力学控制器,通过将滑模控制方法与反演控制方法相结合,形成反演滑模控制方法,获取电机转矩控制函数,以提高系统的鲁棒性能。利用转矩到位置转换方法,将获取的电机转矩与电机的当前位置信息相结合,用以求取机械臂的位置控制量,以实现对机械臂的位置进行快速、稳定、准确的控制。利用Matlab/Simulink软件对所设计的机械臂位置控制方法进行了实验验证。验证结果表明:所设计方法不仅能够快速、稳定、准确地对机械臂的位置进行控制,而且设计方法还具有较强的鲁棒性能,能够适应多种激励信号产生位置控制信息。
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