论文摘要
研究了机器人系统的鲁棒控制问题。首先以两关节机器人为例，介绍了基于拉格朗日方程的机器人动力学模型的由来。然后利用线性反馈控制技术，把基于拉格朗日方程的机器人动力学模型转化成了一个线性状态方程，并且详细介绍了这个转化过程。接着，针对得到的线性模型，采用了多种控制方法来设计控制器。最后，对每一种控制方法，紧接着给出了举例仿真，从仿真结果来看，每一种控制方法都取得了不错的效果，能够满足一定的性能指标要求。这些控制方法包括计算力矩控制、基于线性矩阵不等式方法、变结构控制和鲁棒最优控制，以及针对考虑摩擦情况下的鲁棒控制。特别地，计算力矩控制保证了机器人系统能够达到三种稳定：全局指数稳定(GES)、全局渐近稳定(GAS)和全局终值一致有界(GUUB)；我们采用两种方法来得到了矩阵不等式，利用矩阵不等式方法研究了机器人系统的稳定性和鲁棒性；变结构控制很容易地使机器人系统达到全局渐近稳定；鲁棒最优控制是把机器人系统的鲁棒控制问题转化成了最优控制问题；而考虑摩擦时的鲁棒控制，使机器人系统中不确定性具体化，根据摩擦的特性设计了控制器。
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