基于PID控制策略的机械臂轨迹跟踪控制

摘要

关节机器人的轨迹跟踪控制,是指对各关节给定力矩驱动机器人的关节角、角速度等运动学参数跟踪给定的期望值,使机器人各关节能够获得期望的轨迹。在一般的仿真实验中,通常使用机械臂动力学方法来构建机械臂的数学模型。但受机械臂的不确定性以及测量误差等因素的影响,构建的机械臂数学模型往往不够精准,导致仿真实验结果不够精准。本文针对ABB-IRB120型号六自由度关节机械臂的轨迹跟踪控制问题进行研究。首先建立六自由度关节机械臂的D-H参数,并根据机械臂连杆链接关系制作ABB-IRB120型号六自由度关节机械臂的可视化模型。介绍PID控制的基本原理,并基于MATLAB软件中Simulink平台基于PID控制算法对六自由度关节机械臂进行轨迹跟踪的可视化仿真实验。根据仿真实验结果存在的跟踪效果不够完美的问题,提出并设计滑模PID控制器,基于改进的PID控制器对六自由度关节机械臂进行轨迹跟踪的可视化仿真实验,得出改进的PID控制器具有快速的响应、良好的稳定性和控制精度等特点。