1、引言

在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，人們生產(chǎn)設(shè)計(jì)了大量的機(jī)器人[1]。機(jī)器人控制理論的發(fā)展有著巨大的進(jìn)步，如PID控制、滑?？刂啤⒆赃m應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等[2-6]。工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型具有非線性和各種不確定性，如摩擦、外部擾動(dòng)和負(fù)載變化等，當(dāng)控制系統(tǒng)的物理模型不確定時(shí)，我們很難得到一個(gè)良好的性能。因此，如何設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人控制器是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

在過(guò)去的幾十年中，滑模控制策略備受關(guān)注，因?yàn)檫@種方法通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)空間曲面，該表面稱作滑動(dòng)曲面，在此基礎(chǔ)上，使用高速的開關(guān)控制率，使非線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間軌跡漸近地到達(dá)滑動(dòng)曲面，并且在此后的時(shí)間里保持在滑動(dòng)表面上?；？刂剖且环N在控制系統(tǒng)模型不確定條件下控制非線性系統(tǒng)的魯棒控制方法。是以，它對(duì)于系統(tǒng)模型的不確定性和外部擾動(dòng)具備良好的魯棒性[7-9]?；？刂频闹饕攸c(diǎn)如下：(1)快速響應(yīng)和良好的瞬態(tài)性能；(2)對(duì)大部分?jǐn)_動(dòng)或模型不確定性具有魯棒性；(3)為一些很難用連續(xù)狀態(tài)反饋法穩(wěn)定的復(fù)雜的非線性系統(tǒng)提供了可能性。但是，因?yàn)榛？刂频目刂坡傻牟贿B續(xù)性，會(huì)引起系統(tǒng)出現(xiàn)不可避免的“抖振”現(xiàn)象，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不良影響。使用邊界層的方法，可以消除或減緩抖動(dòng)現(xiàn)象，但需要權(quán)衡系統(tǒng)性能和抖動(dòng)之間的關(guān)系。

本文提出了設(shè)計(jì)一種自適應(yīng)控制器的方法來(lái)解決抖振問(wèn)題。關(guān)于系統(tǒng)的不確定性，該控制器選用滑模變結(jié)構(gòu)和自適應(yīng)控制相結(jié)合的策略，在滑?？刂频幕A(chǔ)上，加入自適應(yīng)算法，通過(guò)及時(shí)的辨識(shí)、學(xué)習(xí)和調(diào)整控制規(guī)律，來(lái)不斷改善系統(tǒng)抖動(dòng)現(xiàn)象，此方法將被證明跟蹤誤差可以收斂到零。仿真結(jié)果將驗(yàn)證所提出的控制策略是否可以有效的高性能的進(jìn)行軌跡跟蹤控制。

2、問(wèn)題的描述

6、結(jié)論

本文提出了一個(gè)簡(jiǎn)單且有效的自適應(yīng)滑模復(fù)合控制的策略，使用李雅普諾夫定理驗(yàn)證了其穩(wěn)定性，保證了魯棒性和跟蹤性能。設(shè)計(jì)的自適應(yīng)律可以及時(shí)的在線辨識(shí)系統(tǒng)參數(shù)，有效減緩了控制輸入的抖動(dòng)。經(jīng)過(guò)理論分析與系統(tǒng)仿真證明了此控制策略能夠保證全局穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)良好的跟蹤效果。

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