平面欠驅(qū)動機器人Pendubot的位置控制策略研究.pdf

1、平面Pendubot是一類典型的欠驅(qū)動機械系統(tǒng)，它是一個在水平面上運動的兩桿機器人，有兩個自由度但只有一個驅(qū)動裝置，其控制目標(biāo)是從任意初始位置運動并穩(wěn)定在給定的平衡位置。
　　 由于平面欠驅(qū)動兩桿機器人具有高度復(fù)雜的非線性特性，且不滿足局部小時域可控性，其控制仍然是一個開放問題。本論文針對在被動關(guān)節(jié)加入彈簧的平面Pendubot，研究其位置控制策略，通過仿真實驗，對控制策略進行分析和驗證。
　　 首先，利用拉格朗日方程建

2、立平面Pendubot的動力學(xué)模型，并分析系統(tǒng)的運動特性以及彈簧對系統(tǒng)運動特性的影響。
　　 然后，基于等價輸入干擾方法設(shè)計控制策略，只利用系統(tǒng)的角度信息實現(xiàn)機器人從任意初始位置到目標(biāo)位置的控制;控制策略的設(shè)計過程包括兩步:第一步，通過微分同胚坐標(biāo)變換將系統(tǒng)動力學(xué)模型轉(zhuǎn)換為非線性級聯(lián)系統(tǒng)，同時將平面Pendubot的位置控制問題轉(zhuǎn)化為新系統(tǒng)的平衡點鎮(zhèn)定問題;第二步，將非線性級聯(lián)系統(tǒng)進一步劃分為線性部分和非線性部分，并將非線性部分