可移動(dòng)機(jī)械臂軌跡跟蹤控制方法研究.pdf

1、可移動(dòng)機(jī)械臂是將工業(yè)上傳統(tǒng)機(jī)械臂裝配在可移動(dòng)平臺(tái)上，將移動(dòng)機(jī)器人優(yōu)勢與工業(yè)機(jī)械臂優(yōu)勢相結(jié)合，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。目前，在工業(yè)生產(chǎn)、宇宙探測、家政服務(wù)、深海開發(fā)、軍事排險(xiǎn)等領(lǐng)域得到了諸多應(yīng)用。因此，對于可移動(dòng)機(jī)械臂軌跡跟蹤控制與路徑規(guī)劃控制的算法研究是具有里程碑式的意義。此外，移動(dòng)平臺(tái)與機(jī)械臂存在強(qiáng)烈的耦合，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)二者因受到彼此的影響，設(shè)計(jì)控制律效果將會(huì)大打折扣，無法完成理想目標(biāo)。
　　本文采用帶有兩自由度連桿的可移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)

2、為研究對象，運(yùn)用具有結(jié)構(gòu)相對簡單、對模型沒有精確性要求、抗干擾能力強(qiáng)等特性的自抗擾控制技術(shù)對被控對象的軌跡跟蹤控制方法進(jìn)行了相關(guān)的理論與仿真實(shí)驗(yàn)分析。并對被控系統(tǒng)的路徑規(guī)劃問題進(jìn)行了研討。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　針對強(qiáng)非線性被控系統(tǒng)，用數(shù)學(xué)方法描述建立反映其系統(tǒng)性質(zhì)的簡單實(shí)用的數(shù)學(xué)模型。通過對可移動(dòng)機(jī)械臂自身帶有的機(jī)構(gòu)冗余度分析以及其受到的非完整性約束影響，使用拉格朗日功能平衡法推導(dǎo)出系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，為探究系統(tǒng)

3、路徑規(guī)劃問題與研究軌跡跟蹤控制算法奠定有利的基礎(chǔ)。由表征空間法對執(zhí)行給定目標(biāo)的被控系統(tǒng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，在空間中得到表示每一時(shí)刻可移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)，并采用A*算法搜索出一條無碰撞、理想的路徑。
　　此外，本文從理論控制方面，針對可移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制技術(shù)的軌跡跟蹤控制策略。根據(jù)可移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)機(jī)構(gòu)上冗余的特性，引入系統(tǒng)輸入力矩分解的設(shè)計(jì)思路，來解決機(jī)械臂末端執(zhí)行器與移動(dòng)平臺(tái)之間存在的耦合問題。依據(jù)自抗擾控制器