基于模糊力矩的机械臂轨迹跟踪控制方法研究

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1、义連譜＾丈聋ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ损±享恆巧文ＭＡＳＴＥ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ３ＷＥ基于模糊力矩的化械臂轨迹跟踪控制方法研究学科专业验］｜捏ｚｔ宣直却化笔罩作者姓名＿李＿＿＿犀＿指导教师６答辩曰期单＿＿写＿＿＿＿＿硕击学位论文基于模糊力矩的机械膏轨迹跟踪控制方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｒａｊｅｃ化ｒｙＴｒａｃｋｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒＭａｎｉｕｌａｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚＴｏ

2、ｒｕｅＣｏｎｔｒｏｌｐｙｑ作者姓名：李凡学科、专业：检测技术与自动化装置学号：２１３０９１２４指导教师：智藝完成日期；２０１６年６月５日夫金巧义夫＃ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中邑经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与

3、我同工作的同志对本研究所做的贾献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基于模糊力矩的机械臂轨迹跟踪控制方法研究作者签名；ｉ見日期：如／《年《月７日大连理工大学硕±学位论文摘要随着科学技术的飞速发展，机器人技术在工业生产、日常生活、军事Ｗ及太空探索一等领域的应用日趋广泛，。机械臂作为应用最为广泛的类机器人其多输入多输出的控制系统具有稱合性、非线性及时变性等特点。机械臂的轨迹跟踪控制作为机械臂的研究重点，要求机械臂各关节的

4、实际轨迹跟踪给定的期望轨迹。在机械臂的动力学模型己知的前提下，现有的控制算法可Ｗ解决机械臂的轨迹跟踪控制问题，；但是在实际情况下由于机械臂关节存在有稱合、摩擦等非线性因素Ｗ及负载变化等外部扰动的影响，机械臂的动力学模型往往不能精确得到，。因此研究更具有适应性的机械臂控制方法是有价值的。本文带有不确定项的机械臂控制系统为研究对象，针对机械臂的轨迹跟踪控制算Ｄ－Ｈ法进行研巧，，在此基。首先本文运用方法对机械臂进行运动学分析础上，利用拉格朗日函数建立Ｈ自由度机械臂的动力学模型，并且对其进行必要的化简进而

5、提出本文的机械臂模型，实现了基于ＰＤ方法的定点控制和基于计算力矩法的时变轨迹跟。其次，从仿真结果可Ｗ看出计算力矩法的轨迹跟踪控制精度不高，踪控制。针对这种情况本，综合模糊控制与计算力矩方法的优点文提出在计算力矩法的基础上加入模糊控制，使模糊力矩方法对机械臂轨迹跟踪误差降低的同时，增加了计算力矩法内控制回路的自适应性。最后，针对机械臂动力学模型不确定部分的控制，在模糊力矩控制的基础上提出了两种基于变结构补偿的模糊为矩控制方法，即基于变结构补偿的模糊力矩控制和基于模糊变结构补偿的模糊为矩控制，采用

6、。机械臂的动力学模型分为标称部分与不确定部分＂＂分而治之的思想，对于机械臂的标称部分采用模糊力矩控制，对于机械臂的不确定部分采用集中补偿控制的方法，，，设计不确定部分的包络函数采用变结构控制进行补偿两部分控制器的综合输出作为被控对象的控制输入。从仿真结果可Ｗ看出带有补偿的控制算法控制精度高，位置轨迹误差小，各关节能够快速跟踪期望轨迹，从而验证了控制器的有效性。利用基于模糊变结构补偿的模糊力矩控制方法能够使得机械臂达到渐进稳定，，还可减小变结构控制的抖振位置跟踪误差小。关键词：机械臂；模糊控制；模糊

7、为炬控制；变结构控制；轨迹跟踪－－Ｉ基于模糊力矩的机械臂轨迹跟踪控制方法硏究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｒａｅｃｔｏｒＴｒａｃｋｉｎＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒＭａｎｉｕｌａｔｏｒｊｙｇｐＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＴｏｒｑｕｅＣｏｎｔｒｏｌＡｂｓｔｒａｃｔ八ｌｏｎｇｗｉ也ｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｒｏｂｏｔｌ：ｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙｐｒｏ

8、ｄｕｃｔｉｏｎｓａｎｄｄａｉｌｙｌｉｆｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｐｌａｙｉｎｇａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｌ：ｈｅｍｉｌｉｔａｒａｎｄ化ｅｏｕｔｅｒｓａｃｅｅｘｏｒａｔｉｏｎｆｉｅｄｓ八ｓｏｎｅｏｆ化ｅｍｏｓｔｕｓｅｄｒｏｂｏｔｓｅｙｐ