2-DOF并联机构模糊滑模变结构控制研究

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1、江苏大学硕士学位论文【

2、。’。。’‘。。。。。。。。。。。。‘。。。。。‘。。。。。。。。}摘要’并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精!，I专、度高、动态性能好等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，扩大了机器人的应用领域。随着机器人技术的发展，机器人己经进入了我们生活的各个角落。然而机器人的核心是机器人的控制系统，机器人的先进程度和功能强弱通常都直接与其控制系统的性能有关。由于机器人动力学方程是高度非线性、相互耦合的，对于这样复杂的非线性系统的控制，传统的控制方法很难奏效，滑模变结构控制因其

3、对系统参数摄动、外部干扰、系统不确定性等具有很强的鲁棒性，且设计简单，故在机器人控制中得到广泛应用。但对于滑模变结构控制，当系统运动状态到达滑动平面后，会在滑动平面附近产生高频抖振，且可能激发系统未建模部分的强烈振荡，以致系统难以实现。抖振问题是滑模控制应用于工程实践中的最大障碍，己成为变结构控制研究的重点。本文以深圳固高科技有限公司GPM系列2-DOF并联机器人为研究对象，在变结构控制与模糊控制的理论基础上，设计一种模糊滑模变结构控制策略，由变结构控制保证系统稳定性，使滑动模态具有良好的动态性能；由模糊控制器调整模糊运动段特性以减弱系统不确定

4、量和外部干扰带来的高频振颤问题，从而达到较好的控制效果。．文章最后运用MATLAB／SIMULINK6．0对控制系统进行计算机仿真，利用VC++设计功能完善的控制软件，给出交流伺服电机驱动并联机构的实验结果。仿真和实验结果表明了所设计方法的正确性和有效性。。令．、，。广～关键词：并联机构，滑模控制，变结构控制，抖振，模糊控制，MATLAB仿真江苏大学硕士学位论文AbstractParallelrobotisanewkindofrobotwhichhasthefeaturesofbigtoughness，highbearingcapacity,s

5、mallerror,highprecision，gooddynamicalcapacityandSOon．Ithasthecomplementarity、析n1serialrobotwhichhasbeenappliedwidelyandexpandstheappliedfieldofrobot．Mththerobottechnologydeveloping，robothasalreadyenteredintoeverycomerofourlife．However,thekemelofrobotisthecontrolsystem．Thedeg

6、reeofthedevelopmentandthepowerofthefunctionusuallyhavedirectmutualitywiththeperformanceofthecontrollingsystem．Therobotdynamicsequationishighlynonlinear,mutualcoupling，forsuchcomplexnonlinearcontrolsystem，thetraditionalmethodisdifficulttorecruiteffectivecontrol，theslidingmode

7、variablestructurecontrolhasbeenappliedtoparallelmechanismwidelybecauseithasdistinctandidealrobustnessandholdstheinvarianceforthechangeofsystemparameters，outsidedisturbanceanduncertaintyofthesystem，anditsalgorithmisverysimple．Butfortheslidingmodevariablestructurecontrolsystem

8、，itwillproducehighfrequencychatteringaroundtheslidingplaneafterthesystemstategettingtotheslidingplane，andthecontrolvariableofthesystemwillalsoproducehi。ghfrequencychaaeringSOthatthesystemwouldnotbeputintopractice．Thechatteringphenomenonisabigbarrierfortheslidingmodecontrolto

9、applytoengineeringpractice，therefore，thechatteringphenomenonbecomesaresearc