[发明专利]一种两关节机器人跟踪模糊控制设计方法

说明书

本发明提供一种两关节机器人跟踪模糊控制设计方法，涉及机器人控制技术领域。首先，搭建两关节机器人系统，其具有两台永磁直流电机控制第一关节和第二关节分别进行旋转，且第一关节和第二关节铰接。根据动力学原理，建立两关节机器人系统的数学模型，该数学模型属于一个具有强耦合的非线性系统。基于该数学模型以及模糊模型的表达方法，将非线性系统转化为模糊系统。基于两关节机器人系统的测量信号，设计追踪模糊输出反馈控制器。最后，设计δ算子模糊滤波器，用于过滤测量噪声。能够有效消除机器人关节末端的平面位置测量存在的测量噪声，实现保证两关节机器人末端位置的控制精度。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种两关节机器人跟踪模糊控制设计方法。

背景技术

关节机器人，也称关节手臂机器人或关节机械手臂，是当今工业领域最常见的工业机器人的形态之一，适用于诸多领域的机械自动化作业。两关节机器人可以模拟人类手臂的关节运动，在航空航天、健康医疗、精密制造、远程协作等方面具有非常广阔的应用前景。然而，从动力学原理建模的两关节机器人具有高耦合非线性，机器人关节末端的平面位置测量存在测量噪声。如何使机器人两个关节的配合转动实现平面坐标的位置跟踪；如何消除平面位置的测量噪声是两个控制难点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种两关节机器人跟踪模糊控制设计方法，以使机器人两个关节的配合转动实现平面坐标的位置跟踪，有效消除机器人关节末端平面位置的测量噪声。

本发明提供一种两关节机器人跟踪模糊控制设计方法，包括以下步骤：

S1，搭建两关节机器人系统，所述两关节机器人系统包括两台永磁直流电机、第一关节和第二关节，所述第一关节和所述第二关节铰接，且两台所述永磁直流电机分别驱动所述第一关节和所述第二关节进行旋转；

S2，根据动力学原理，建立所述两关节机器人系统的数学模型，所述数学模型属于一个具有强耦合的非线性系统；

S3，基于所述数学模型以及模糊模型的表达方法，将所述非线性系统转化为模糊系统；

S4，基于所述两关节机器人系统的测量信号，设计追踪模糊输出反馈控制器；

S5，设计δ算子模糊滤波器，用于过滤测量噪声。

本发明提供的两关节机器人跟踪模糊控制设计方法，将具有高耦合非线性的系统转化为模糊系统，并通过设计追踪模糊输出反馈控制器和δ算子模糊滤波器，有效消除两关节机器人关节的末端位置的测量噪声，保证两关节机器人末端位置的控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的两关节机器人跟踪模糊控制设计方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的两关节机器人系统的平面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种两关节机器人跟踪模糊控制设计方法，包括以下步骤：