考虑摩擦特性的柔性关节空间机器人自适应CMAC神经网络鲁棒控制

摘要

讨论了关节摩擦力矩影响下,具有柔性铰关节的漂浮基空间机器人系统的动力学控制问题。设计了基于高斯基函数的小脑神经网络(CMAC)鲁棒控制器和摩擦力矩补偿器。用奇异摄动理论对系统的动力学模型进行快慢变子系统分解,针对快变子系统,设计力矩微分反馈控制器来抑制机械臂关节柔性引起的振动;对于慢变子系统,设计了基于自适应CMAC神经网络鲁棒控制器以实现系统参数不确定情况下的关节轨迹跟踪,并设计基于摩擦力上界的补偿器消除摩擦力矩影响。与传统的CMAC神经网络控制相比,该控制器能有效改善非线性关节摩擦引起的迟滞问题,具有快速准确跟踪期望轨迹的能力。运用Lyapunov稳定性理论证明了该控制器的稳定性,仿真结果证明该方法有效。