输出力矩受限下漂浮基空间机械臂基于非线性滤波的自适应反馈控制

摘要

本文对输出力矩受限的漂浮基空间机械臂的控制问题进行了讨论.结合系统动量守恒关系和拉格朗日方法建立了系统动力学模型.为此本文设计了在输出力矩受限情况下,仅有位置传感、建模不确定性及干扰的空间机械臂系统协调运动的自适应PID反馈控制算法.该算法采用高精度滤波器估计机器人关节速度,使得整个系统的闭环控制仅需位置输出反馈.在控制率中引入饱和函数,保证输出力矩在给定限制范围内.同时采用自适应PID控制器补偿建模不确定性和干扰.基于Lyapunov稳定性理论证明了该算法可确保控制系统是渐近稳定的.针对平面两关节漂浮基空间机械臂仿真结果表明了所提出的控制方案良好的跟踪性和快速收敛性.