直接面向任务的机器人系统非线性位置控制

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1、西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特IIII以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同：I：作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大

2、学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在学位期间论文工作的知识产权单位属两安电子科技人学。学校有权保留送交论文的复允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一单位为两安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本人签名：盐I筮羔导师签名：丕：墨益日期7-0l爻．互2f摘要㈣v2㈣06㈣781唑Ib对于关节型机器人系统，在很多情况下，我们只能确切的知道系统末端执行器的期望运动状况，通常，需要直接在任务空间进

3、行控制。但是，末端执行器的状态不易测量，使得此类问题变得比较复杂。本文首先针对在直接面向任务的机器人系统控制中，位置控制精度低的缺陷，引入一类具有“小误差方放大，大误差饱和"性质的近似势能函数，提出了状态反馈非线性比例．微分加重力补偿(NP．D)位置控制。其次，本文考虑到在工程实际中关节速度信息易被污染的现实问题，提出了只基于关节位置测量的输出反馈比例一微分加重力补偿(OPD)位置控制。最后，充分考虑了在实际工程中，驱动器饱和的影响，分别提出了状态反馈输入受限比例．微分加重力补偿(SPD+)控制和输出反馈输入受限比

4、例．微分加重力补偿(OSPD+)控制，均得到了较好的控制效果。关键词：直接面向任务非线性位置控制渐近稳定输出反馈输入受限AbstractInmostpracticalsituationsmotionsofrobotmanipulatorswithrevolutejointsalespecifiedinrobottaskspace．Normally,itisrequiredtoformulatethetaskspacecontrolschemedirectly．However,theuncertainmeasurem

5、entsofrobotend．effectormayleadtoverycomplexcontrolsystem．Atfirst，anewclassofnonlinearproportionalplusderivativecontrolwithreal-timegravitycompensation(NP—D)ofrobotmanipulatorsintaskspaceisproposedtogiveafasterresponseandhighel"positioncontrolprecisionovertheco

6、mmonlyusedcontrolstrategies．TheproposedNP—Disformulatedwithaclassofnonlinearsaturatedfunctionwiththecharacteristicsof‘enlargementofsmallerrorandsaturatedinlargeerror’．Second，inpractice，velocitymeasurementsarepronetobecontaminatedbynoiseanddegradetheperformance

7、ofthecontroller．Toovercomethisproblem，inthispaper,anewoutputfeedbackPD(OPD)controllerforpositioncontrolofrobotmanipulatorsintaskspaceisdevelopedwithoutvelocitymeasurements．Atlast，takingintoaccounttherequirementsofengineeringastatefeedbackPD—with—real—time-grav

8、ity-compensationcontrollawwithboundedinput(SPD+1anda咀outputfeedbackPD—with·real·time-gravity-compensationcontrollawwithbounderinput(OSPD+)areproposed．Boththetwoproposedcontrolalgor