机器人智能滑模变结构控制方法的研究

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1、学校代号10532学号S150900769分类号TP241密级公开硕士学位论文机器人智能滑模变结构控制方法的研究学位申请人姓名张爱林培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称谢宏副教授学科专业控制科学与工程研究方向控制理论与控制工程论文提交日期2018年4月17日学校代号：10532学号：S150900769密级：公开湖南大学硕士学位论文机器人智能滑模变结构控制方法的研究学位申请人姓名：张爱林导师姓名及职称：谢宏副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：控制科学与工程论文提交日期：2018年4月17日论文答辩日期：2018年5月25日答辩委员会主席：张小刚R

2、esearchonIntelligentSlidingModeVariableStructureControlMethodofRobotbyZHANGAilinB.E.(HenanPolytechnicUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofengineeringinControltheoryandcontrolengineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervi

3、sorAssociateprofessorXIEHongApril,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权

4、湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I机器人智能滑模变结构控制方法的研究摘要机器人的轨迹跟踪控制是机器人控制的一个非常重要的问题，因为机器人的轨迹跟踪控制运用在很多工业领域，比如焊接、喷漆、组装、放置、包装、产品检测和测试等。本文针对具有动力学建模误差甚至未知参数和不确定外部干扰的机器人，研究了将传统的滑模变结构控制和智能控制两者相结合并运

5、用到机器人关节轨迹跟踪控制当中。研究的主要内容包括：针对机器人的动力学模型已知且考虑关节摩擦力的情况，本文提出了一种带有自适应补偿器的模糊滑模变结构轨迹跟踪控制方法。自适应模糊系统主要是用来逼近机器人的各关节摩擦力，采用滑模变结构控制律，为了减小模糊系统逼近时产生的误差带来的控制律抖振和提高关节的轨迹跟踪精度，引入一种自适应补偿器来估计逼近误差的上界，最后通过Lyapunov稳定性原理证明了机器人轨迹跟踪控制系统的稳定性。对于机器人的动力学模型存在未知参数且考虑关节摩擦力的情况，本文提出了和声搜索算法优化RBF神经网络滑模变结构控制方法，利用和声搜索算法来优

6、化RBF神经网络的结构参数，然后在线逼近机器人动力学模型中的不确定项，采用滑模控制律，通过Lyapunov稳定性原理证明了机器人轨迹跟踪控制系统的稳定性，完成了对机器人关节轨迹的跟踪控制。优化后的方法能够使关节的跟踪误差以更快的速度收敛。文章通过Matlab对设计的控制方法进行了仿真实验，最后得到了较好的控制效果。关键词：轨迹跟踪；滑模变结构控制；自适应模糊系统；RBF神经网络；和声搜索II硕士学位论文AbstractTrajectorytrackingcontrolisveryimportantforrobot,becausethetrajectorytr

7、ackingcontrolofrobotisusedinmanyindustrialfields,suchaswelding,spraypainting,assembly,placement,packaging,producttestingandtestingandsoon.Inthispaper,thecombinationofintelligentcontrolandtraditionalslidingmodevariablestructurecontrolisappliedtorobotjointtrajectorytrackingcontrol,wh

8、ichhasdynamicmodelingerror