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《基于滑模變結構控制的機械臂軌跡跟蹤》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、基于滑模變結構控制的機械臂軌跡跟蹤TrajectoryTrackingofRoboticManipulatorsBasedonSlidingModeVariableStructureControl工程領域：控制工程作者姓名：劉海亭指導教師：吳愛國教授企業(yè)導師：王丹高工天津大學電氣自動化與信息工程學院二零一七年十一月獨含J性聲明本人聲明所呈交的學位稔文是本人在早姉指早下逃行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以林注和致洲之赴外,沿文中不包含其他人己徑友表或撰寫述的研究成果,也不包含力荻得_人津大學或其他教育機杓的學位或iI事而使用述的材料。與我一同工作的同志対本研究所倣
2、的任何貢獻均己在沿文中作了明碗的悅明井表示了洲意。ル日‐〓い′卜一ヽスい口靱牲ツο學位稔文作者釜名マ/7年/2月:‐ｉｒｆ響ヽ釜字日期:ノ4日學位沿文版杖使用授杖事本學位稔文作者完全了解天津大學有美保留、使用學位沿文的規(guī)定。特授枚人津大學可以杵學位稔文的全部或部分內容編入有美數(shù)據(jù)庫遊行栓索,井采用影印、姉印或擔描等隻制手段保存、ツE笏以供査同和借同。同意學校向國家有美部門或機杓送交稔文的夏印件和磁盤。(保密的學位沿文在解密后適用本授杖悅明)落ヽヽそタ學位沿文作者釜名:尋りT笠名:釜字日期:ユ研7年′2月今日釜字日期:2017年υ月十日摘要本課題主要研究機械臂軌跡跟蹤控制策略
3、，通過設計控制器實現(xiàn)機械臂末端執(zhí)行器高精度高速度的跟蹤期望軌跡。首先根據(jù)標準D-H參數(shù)法建立DensoVP6242G6-DOF串聯(lián)機械臂坐標系及其正運動學模型，采用解析法獲得各個關節(jié)角度的逆運動學封閉解并進行仿真，仿真結果表明關節(jié)空間逆運動學能夠很好的復現(xiàn)工作空間期望軌跡。根據(jù)Lagrange方程法推導n自由度串聯(lián)機械臂通用動力學公式，依據(jù)機械臂運動學模型和機械結構參數(shù)建立Denso機械臂的動力學模型，用于機械臂軌跡跟蹤控制方法的仿真驗證。其次，本文提出一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡（RBFNN）的非奇異快速終端滑模（NFTSMC）自適應軌跡跟蹤控制方法，該方法采用NFTSMC超曲
4、面，切換控制項引入連續(xù)終端吸引子，使得系統(tǒng)能在有限的時間內收斂到平衡點。并利用RBFNN逼近系統(tǒng)未知非線性動力學，結合逼近誤差的自適應補償機制，實現(xiàn)無模型控制，仿真結果表明該控制方法能有效提高穩(wěn)態(tài)精度、收斂速度、抗擾動性能以及抑制系統(tǒng)抖振。然而在實際工程應用中，機械臂關節(jié)角度測量信號存在測量誤差以及傳輸噪聲，對提取高品質濾波信號和微分信號造成了一定的困難，為解決上述問題，提出基于跟蹤微分器的改進非奇異終端滑?？刂品椒?，其中跟蹤微分器模塊實現(xiàn)對反饋信號的濾波和微分，改進非奇異終端滑模降低了系統(tǒng)參數(shù)整定難度，在此基礎上分析了機械臂系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有限時間收斂性，仿真結果表明該方法
5、能有效地提高系統(tǒng)收斂速度和穩(wěn)態(tài)精度以及抑制系統(tǒng)抖振。最后將改進的非奇異終端滑?？刂撇呗詰糜贒ensoVP6242G6-DOF機械臂實驗平臺，分析了系統(tǒng)延時對控制性能的影響，并提出了解決方法，實驗結果表明所提出的控制策略能夠有效地提高系統(tǒng)收斂速度和穩(wěn)態(tài)跟蹤精度。關鍵詞：機械臂，軌跡跟蹤，運動學，動力學，非奇異快速終端滑模，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡，跟蹤微分器IABSTRACTInthispaper,thetrajectorytrackingcontrolstrategyofmanipulatorisstudied,thehighprecisionandhighspeedtrackin
6、gtrajectoryofmanipulatorendeffectorisrealizedbydesigningcontroller.Firstly,theDensoVP6242G6-DOFseriesmanipulatorcoordinatesystemanditsforwardkinematicsmodelareestablishedaccordingtothestandardD-Hparametermethod.Theinversekinematicsclosedsolutionofanyjointangleisobtainedbyanalyticmethod.The
7、simulationresultsshowthattheinversekinematicsofjointspacecanreproducethedesiredtrajectoryofworkspace.Then-DOFserialmanipulatorgeneraldynamicsformulaisderivedaccordingtotheLagrangeequationmethod.Accordingtothekinematicmodelofmanipulatorandtheparametersofmechani
