力矩受限双臂空间机器人轨迹跟踪与控制

简介

实际工程中自由漂浮双臂空间机器人的关节控制输入力矩幅值受限条件会导致常用控制方法失效,针对此条件下的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于状态依赖Riccati方程的优化控制方法。首先,借助增广变量法,将双臂空间机器人系统动力学方程扩展描述成以各关节角度和角速度为状态变量的伪线性表达形式,获得SDC(State-dependent Coefficient)矩阵;其次,基于状态依赖Riccati方程,选取一组合适的权值矩阵,设计优化跟踪控制器;然后,在控制器中加入饱和约束,以解决实际应用过程中关节控制器输入力矩幅值受限的问题;SDRE稳定性引理保证了所设计控制器的渐进稳定性;数值仿真结果验证所提控制方法的有效性。