30、模糊控制技术在机械臂与工业系统中的应用

模糊控制技术在机械臂与工业系统中的应用

1. 机械臂控制中的挑战与解决方案

1.1 机械臂控制的难点

在机械臂控制领域，存在着诸多挑战。例如，在某类机械臂中，其第二连杆上安装了一个可从关节移动到末端的质量块。当质量块位置改变时，惯性参数会随之变化，进而影响机械臂的动力学特性。同时，机械臂旋转时，库仑摩擦系数和粘性摩擦系数也具有不确定性，这进一步增加了控制的难度。

1.2 不同控制器的性能对比

为了解决上述控制难题，研究人员对不同的控制器进行了实验。实验设定采样时间为 2ms，结果如图 1 所示。图 1(a)展示了质量块位于关节处时的跟踪误差，图 1(b)则是质量块位于末端时的跟踪误差。

性能指标	最大偏差（关节 1）	最大偏差（关节 2）	标准偏差（关节 1）	标准偏差（关节 2）
质量块在关节 - 传统线性 PID	1.9411	0.8946	0.6574	0.3315
质量块在关节 - 传统线性 PI + D	0.9771	0.9077	0.2642	0.3127