基于模糊补偿的机械手自适应控制.doc

摘要：随着计算机技术和工业技术的不断发展，机器人的在我们的生活中越来越常见，不仅应用于科学、工业和制造业等领域，它已经逐渐渗透到人们的生活中。由于操作环境和操作机器人的特性在工作过程中会发生变化,控制因素是未知的，也是不确定的。这种不确定性会使控制操作系统的性能变差,不能满足人们的工作需求。

模糊控制技术近年来在控制领域得到愈来愈广泛的应用。使用模糊补偿方案，可以方便地根据机械手对于目标位置和目标速度的偏差给出外力矩补偿方案，而无需十分准确地获得系统的特性参数。机械手准确地到达预定位置，方能保证机器人正常工作。为此，需设计适当的力矩控制方案。用MATLAB的模糊控制工具箱可设计出各类模糊控制模块。本课题首先对多自由度机械臂进行动力学建模，列出其动力学方程式，然后应用模糊控制工具箱，定义一个模糊控制模块，用于对外力矩进行补偿用 Simulink 工具箱为其搭建仿真模型文件，运行之，观察仿真结果。

关键字：机械手；模糊补偿；Simulink建模；MATLAB模糊控制

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1模糊控制的产生与发展-1

1.2模糊控制简介-2

1.3自适应控制简介-3

1.4自适应控制系统的分类-3

1.5 控制理论-4

1.5.1 经典控制理论-4

1.5.2 现代控制理论-4

2、课题研究的背景和意义-4

2.1 机械手的国内外发展情况-5

2.1.1 国外研究现状-5

2.1.2 国内研究现状-7

2.2 本课题的主要研究内容-7

2.2.1本文的主要研究目标;-7

2.2.2  精确对象的反演控制-8

3、模糊补偿的机械手自适应控制研究的预备知识-10

3.1 MATLAB简介-10

3.1.1 MATLAB的特点-11

3.2 李雅普诺夫稳定性理论-11

3.2.1 李雅普诺夫函数-11

3.2.2 李雅普诺夫第二法-11

3.3 PID控制-12

3.4 PID控制的意义-12

3.5 抗积分饱-13

3.5.1积分分离法-13

3.5.2 抗积分饱和的算法的设定-14

4、 系统在Simulink中的建模和仿真-14

4.1  Simulink的介绍-14

4.2  Simulink的S-函数-14

4.2.1 系统在Simulink中建模-15

4.3 控制器S函数：chap6_7ctrl. m-17

4.4 被控对象S函数：chap6_7plant.m-17

总结与展望-29

参 考 文 献-30

致 谢-31