基于改进新型无源观测器的机器人系统控制研究

简介

为解决机器人系统控制稳定性问题,在经典无源观测器方法的基础上,采用改进的新型无源观测器,实现对机器人系统的控制。创建机器人的系统结构模型,外加输入力信号作为控制器的计算信号。针对经典无源观测器会发生能量积累的问题,提出改进的新型无源观测器方法。利用两个新的无源性观测器窗口无源性观测器(WPO)和重置无源性观测器(RPO),有效降低经典无源性观测器中PID控制器的增益,减小能量消耗,从而更快地检测出系统的不稳定性。在MATLAB中对机器人系统模型在x和y方向上的速度、位置和力反馈跟踪进行仿真实验,并与经典的无源性观测器方法进行对比分析。结果表明采用改进的新型无源性观测器的机器人,系统速度在经历短暂超调后趋于稳定;位置跟踪曲线抖动较少,曲线更加平滑;最大力反馈比经典无源性观测器方法降低约33%。研究结果表明,采用改进的新型无源性观测器可以提高机器人系统的控制稳定性。