平面欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人Pendubot的位置控制策略研究.pdf

1、平面Pendubot是一類(lèi)典型的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，它是一個(gè)在水平面上運(yùn)動(dòng)的兩桿機(jī)器人，有兩個(gè)自由度但只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，其控制目標(biāo)是從任意初始位置運(yùn)動(dòng)并穩(wěn)定在給定的平衡位置。
　　 由于平面欠驅(qū)動(dòng)兩桿機(jī)器人具有高度復(fù)雜的非線(xiàn)性特性，且不滿(mǎn)足局部小時(shí)域可控性，其控制仍然是一個(gè)開(kāi)放問(wèn)題。本論文針對(duì)在被動(dòng)關(guān)節(jié)加入彈簧的平面Pendubot，研究其位置控制策略，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)控制策略進(jìn)行分析和驗(yàn)證。
　　 首先，利用拉格朗日方程建

2、立平面Pendubot的動(dòng)力學(xué)模型，并分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性以及彈簧對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性的影響。
　　 然后，基于等價(jià)輸入干擾方法設(shè)計(jì)控制策略，只利用系統(tǒng)的角度信息實(shí)現(xiàn)機(jī)器人從任意初始位置到目標(biāo)位置的控制;控制策略的設(shè)計(jì)過(guò)程包括兩步:第一步，通過(guò)微分同胚坐標(biāo)變換將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)換為非線(xiàn)性級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，同時(shí)將平面Pendubot的位置控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為新系統(tǒng)的平衡點(diǎn)鎮(zhèn)定問(wèn)題;第二步，將非線(xiàn)性級(jí)聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)一步劃分為線(xiàn)性部分和非線(xiàn)性部分，并將非線(xiàn)性部分