工业机器人的鲁棒有限时间稳定性跟踪控制.pdf

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1、●DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2015．04．001工业机器人的鲁棒有限时问稳定性跟踪控制田雪虹(广东海洋大学寸金学院，广东湛江524094)摘要：考虑工业机器人系统存在的参数未知、负载突变及外界干扰等各种不确定性。提出了一种有限时间稳定性的轨迹跟踪控制方法。该方法利用时延实时在线估计系统的各种不确定性和实际动力学特性，其估计误差由变结构项进行补偿，因而具有较强的鲁棒性和抗干扰性能，并且不需要机器人系统复杂的动力学模型知识。理论分析证明了机器人的闭环系统是有限时间稳定的，收敛速度快，跟

2、踪精度高。通过对2自由度工业机器人的数值仿真说明了该算法的有效性。关键词：工业机器人；时延估计；有限时间稳定；跟踪控制中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1009—9492f2015)04—0001—05RobustFinite-TimeStabilityTrackingControlforIndustrialRobotsTIANXue—hong(CunjinCollege，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，China)Abstract：Considervar

3、iousuncertaintiesofcomplexindustrialrobots，suchasparametersuncertainties，loadmutationandexternaldisturbances，thispaperpresentsatrajectorytrackingcontrolmethodbasedonfinite-timestabilitytheorem．Inthismethod，thevariousuncertaintiesandactualdynamicsareonlineobtai

4、nedbythetime-delayestimation，theestimationerroriscompensatedbyvariablestructureterms，whichhasstrongrobustness．Thus，theproposedmethoddoesn’trequireknowledgeofthecomplexdynamicmodeoftherobotsystem．Thefinite-timestabilityofrobotloopsystemisprovedbyfinite—timestab

5、ilitytheorem，fastconvergenceandhigh-accuracyareprovided．Simulationsona2-DOFindustrialrobotdemonstratetheeffectivenessofthisalgorithm．Keywords：industrialrobot；time-delayedestimation；finite—timestability；trackingcontrolO引言瞬时特性更好，跟踪精度更高。因而，有限时间随着我国对产业结构调整和升级的迫切要稳

6、定性控制方法得到许多学者的广泛关注，并取求，工业机器人作为一种高度自动化的智能装得了一系统的研究成果，如文献[3—6】等。目前实备，在汽车制造业、机械加工业、电子制造业、现有限时间控制的常见方法有终端滑模控制方食品加工业等各行各业获得广泛的应用，工业机法，齐次理论方法，有限时间Lyapunov函数法器人必将逐步取代人工作业，这一趋势使得人们等，其中终端滑模控制方法容易产生奇异并且其对工业机器人的性能要求越来越高，如智能化、不连续项会造成“抖振”，为此，文献[6】为避免奇模块化、高速、高精度等。由于工业机器人是一异问

7、题，提出了一种全局的非奇异终端滑模控制个高度复杂的、强非线性的多输人多输出系统，方法。为减少非奇异终端滑模控制的“抖振”问使得传统的独立伺服PID控制方法很难满足对高题，文献『8]提出了一种连续的终端滑模控制器，速高精度的性能要求，因此，研究先进的非线性并成功应用于机器人系统的跟踪控制。文献【9】利控制技术如自适应控制、有限时间控制等方法具用有限时间稳定性定理论，提出了一种基于PD和有重要的理论和现实意义。重力补偿策略的有限时间控制方法，保证了机器有限时间稳定u1是指系统的状态在有限的时人系统跟踪误差的有限时间收敛

8、。为获得更好的间内到达平衡点，与渐近收敛的传统方法相比，跟踪性能，文献【10]提出了基于非线性PD的全局湛江市科技计划项目(编号：2012C3106006)收稿日期：2014—10—11工血控制有限时间稳定的控制器。接着文献[11]提出了基引理2t81：对于任意给定的实数ai，i=1，⋯，于修正机器人逆动力学的有限时间控制方法，从，若0<<1，0<：<2，则