具有不确定性的主从机械手自适应模糊控制

简介

针对具有不确定性且存在执行器未知约束的遥操作机器人系统,研究自适应模糊轨迹跟踪控制方案。该方案无需精确建立机器人遥操作系统的动力学模型,也不需要测量机械臂末端的运动参数与末端受到的外力。通过自适应模糊系统逼近未知的机器人动力学模型,利用运动学参数线性化特性构建预估机器人雅可比矩阵,辅以参数更新律实现跟踪目标的近似表示。此外,通过采用Nussbaum函数处理执行器受到的输入约束实现输入约束补偿。针对遥操作机器人系统主从端受到的相互作用力,借助自适应模糊系统,在控制律中添加模糊项实现对相互作用力的逼近,从而实现更为稳定、精确的轨迹跟踪。通过李亚普诺夫稳定性理论证明了闭环动力学系统是有界的,且位置误差收敛于零,仿真试验进一步证明了理论方案的有效性。