15、基于滤波误差近似的机器人控制方法

基于滤波误差近似的机器人控制方法

1. 数字机器人控制器性能分析

1.1 数字控制器工作流程

数字机器人控制器在每个周期内，会将上一周期的最终状态重新指定为新的初始状态，计算下一个控制样本，然后使用 ode23 在接下来的采样周期内进行积分。控制输入（ t1 和 t2 ）是全局变量，代码的大部分复杂性源于绘图所需的操作。

1.2 数字 CT 控制器性能示例

以 2 连杆机器人手臂为例，期望其每个关节跟随周期为 2 秒的正弦轨迹 qd(t) 。使用不同的采样周期进行仿真：
- 采样周期 T = 20 毫秒 ：跟踪误差图显示，对于特定的 PD 增益选择，性能相当好。关节 2 的相关控制输入如图所示。
- 采样周期 T = 100 毫秒 ：跟踪误差有所增加，但仍然较小，看起来一切可接受。然而，关节 2 的控制扭矩进入了极限环类型的行为，这是由于采样周期过大导致的。

2. 基于滤波误差近似的控制方法

2.1 方法背景

计算扭矩控制在所有动力学项 M(q) 、 Vm(q, q) 、 F(q) 、 G(q) 已知时效果很好，但在实际中，机器人操作器的参数（如摩擦系数）未知或随时间变化，手臂拾取的质量也常常未知。因此，许多应用中使用简化的 CT 控制器，这些方法通常依赖