基于Kharitonov理论的巡检机器人关节电机鲁棒控制

摘要

本文建立了巡检机器人关节电机的PID闭环控制系统的数学模型,针对复杂的作业环境以及机器人自身的一些因素会使模型参数产生一定摄动,常规PID控制效果差的问题,提出了基于Kharitonov理论的巡检机器人关节电机鲁棒PID控制方法,推导出了该控制系统鲁棒稳定的几个判定条件,给出了鲁棒PID参数稳定域的求取流程,最后基于Kharitonov理论对关节电机控制系统在Matlab中进行仿真实验.结果表明,常规PID仅对标称系统控制效果好,对参数摄动系统控制效果欠佳,而鲁棒PID对参数摄动系统有较好的控制效果,且基于Kharitonov的鲁棒PID较基于H∞ 的鲁棒PID控制效果更优,满足了巡检机器人关节电机响应速度快、跟踪精度高、稳定性好的设计要求.