基于差分方程的柔性机械手不确定性控制简易设计

本文标题《参数不确定性柔性机械手控制的一种简单方法》探讨了在存在模型不确定性的柔性机械手运动控制领域中的一个重要课题。柔性机械手因其关节处施加外力矩的限制以及与弹性变形的复杂耦合而成为运动控制的难题。这种耦合导致了动态模型的刚性，使得精确建模和控制设计变得困难，特别是摩擦力和结构阻尼的准确估计不易实现。 文中提出了一种创新的控制策略，基于差分方程和最小二乘法。这种方法在快速采样条件下，即使面对难以建模的不确定因素，也能在一定程度上忽略它们，从而实现对柔性机械手轨迹的准确跟踪。这种方法的关键在于利用离散化处理，通过一阶和二阶差分近似来简化动力学模型，降低了对精确模型的依赖，简化了控制器设计过程。 与传统的自适应控制（如人工神经网络控制）、鲁棒控制技术和滑模变结构控制等复杂方法相比，本文提出的控制方法更易于理解和实施，对工程界更具吸引力，因为它无需过多的数学知识和计算负载。 在刚性机械手控制方面，文中提到了一种已有的简单有效方法，该方法通过将连续时间的方程离散化，并在忽略部分不确定项后取得良好控制效果。作者在此基础上，进一步分析了所提算法的局部稳定性，并将其扩展应用到柔性机械手的控制问题上。 通过单柔性机械手位置控制的仿真实例，文章证实了这种改进后的控制方法的有效性和实用性，能够有效地消除机械手的弹性振动，确保机械手在实际操作中的稳定性能。这篇论文为柔性机械手的不确定性控制提供了一种实用且易于实施的解决方案，对于提高柔性机械手控制系统的性能具有重要的工程价值。