用于柔性关节机器人位置控制的幅值饱和非线性状态反馈控制器

针对柔性关节机器人(FJR)的位置控制问题,设计了一种带摩擦力补偿的幅值饱和非线性状态反馈控制器(ASNSFC).该方法能够只用电机的位置和速度信息,实现FJR的位置控制,并且该方法能够有效抑制残余抖动.具体而言,首先根据FJR的动力学模型分析了传统PD(比例-微分)控制算法的不足;在此基础上结合人机共融安全方面的需求,设计ASNSFC并通过李亚普诺夫分析方法从理论上证明了闭环系统的稳定性.在自主研制的FJR平台上测试了本文方法的性能,实验结果表明本文方法能够取得更好的控制性能,包括将超调降低到1/10,调节时间降低一半.