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CD播放器机械臂系统是一个具有多变量特性的工业控制对象。系统有两个输入、两个输出,输入为机械臂旋转关节力矩,用于确定机械臂的运动轨迹,输出为机械臂的关节位置与速度,用于快速定位光盘需读取信息的区域。由于各种外在干扰的存在以及内部系统参数的变化会引起聚焦深度变化,机械臂不能驱使单光束接收器跟踪到光盘表面实际位置,导致信息读写缺失,降低了CD播放器获取光盘数据的可靠性。本文以CD播放器机械臂为研究对象,对其轨迹跟踪控制算法进行了系统研究,主要内容如下:1)阐述了CD播放器的发展概况及课题的研究背景和意义,介绍了国内外机械臂轨迹跟踪控制算法的研究现状,给出CD播放器机械臂轨迹跟踪控制的研究思路,最后总结了论文主要研究内容。2)分析CD播放器系统的组成及其工作原理,给出CD播放器机械臂动力学结构,计算机械臂连杆质点速度,以及关节动能和势能,按照拉格朗日法建立CD播放器机械臂的动力学模型。3)针对CD播放器机械臂执行器转矩有限的问题,提出了一种控制输入受限反演滑模控制算法。首先考虑机械臂执行器的饱和特性,线性化机械臂动力学方程,建立全局稳定的误差动态方程,引入控制输入受限,使机械臂控制输入力矩有界且界限可调;然后针对系统存在的未知不确定性,给出系统的状态空间模型,引入虚拟控制量,通过逐步递推选择Lyapunov函数,结合控制输入受限设计反演滑模控制器。为削弱滑模控制引起的抖振现象,定义带陡度的滑模面,借助控制输入受限中的双曲正切函数设计切换控制律。同时,引入参数自适应律,对不确定性上界进行估计。仿真结果验证该算法的有效性。4)针对CD播放器机械臂未建模动态及随机扰动的问题,提出一种鲁棒自适应迭代学习控制算法。该算法由可变增益PD控制、前馈学习控制和鲁棒控制组成,可变增益PD控制根据自适应切换规则调整控制增益,保证系统稳定性并加快收敛速度,前馈学习控制通过学习规则计算出每次迭代过程中期望的前馈力矩,用来补偿建模不确定性,鲁棒控制确保系统在外部随机扰动下的鲁棒性。控制器的稳定性基于李亚普诺夫稳定性定理证得。所提出的算法通过仿真实验进行验证,仿真结果表明,该算法不仅满足了系统的鲁棒性,而且在未知环境下具有稳定追踪的良好性能。