欠驱动三连杆机器人的混杂控制方法

摘要

针对第二关节为被动关节的欠驱动三连杆机器人,提出一种混杂控制方法.欠驱动三连杆机器人的运动空间分为3个阶段:退化阶段、摇起阶段和平衡阶段.首先,在退化阶段,对第三关节构造Lyapunov函数,并针对此函数设计控制律使其连杆相对于前一连杆自然伸展,使系统退化为类Pendubot机器人;同时基于能量不断增加的思想设计第一关节控制律,以节省后阶段的能量控制时间.其次,在摇起阶段,保持第三关节控制律形式不变;通过仅控制系统能量和同时控制系统能量、角速度两种方法设计第一关节控制律,使系统进入平衡区.最后,对退化后的系统采用线性控制将其稳定在竖直向上不稳定平衡点上.数值仿真结果表明文中所提方法具有控制时间短,所需力矩小等优点.