附件C：譯文


機(jī)器人的一種新的可變結(jié)構(gòu)PID控制器的設(shè)計(jì)

摘要—在這篇簡(jiǎn)短的論文中，我們?yōu)榱藱C(jī)器人的跟蹤穩(wěn)定性，介紹了一種新的可變結(jié)構(gòu)比例微分積分（PID）控制器的設(shè)計(jì)方法。這項(xiàng)工作中，證實(shí)了一種PID滑動(dòng)模式控制器對(duì)于機(jī)械手滑動(dòng)面追蹤的效用。不同于一般的做法，傳統(tǒng)的等效控制項(xiàng)并不用在這種控制器中，因?yàn)槟切枰_的匹配條件和充分的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)知識(shí)，而這其中涉及了一些不確定的且無(wú)法使用的參數(shù)。由于滑動(dòng)面也存在整體誤差，所以需要明確滑動(dòng)模式的存在以及增益選擇的準(zhǔn)則，這使得機(jī)器人的跟蹤控制問(wèn)題變得復(fù)雜。此外，和最終一致有界性不同，我們對(duì)在建議的控制器控制下的機(jī)器人系統(tǒng)的全局漸進(jìn)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。滑動(dòng)模式和全局的穩(wěn)定性條件在李雅普諾夫充分二次形和上下矩陣范數(shù)不等式的基礎(chǔ)上被構(gòu)想出來(lái)。并且對(duì)于縮短設(shè)計(jì)同樣也進(jìn)行了討論。所提出的控制方法用于通過(guò)兩個(gè)鏈接來(lái)模擬機(jī)器人的手臂系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，該機(jī)器人系統(tǒng)的控制函數(shù)是令人滿意的。對(duì)于抖振現(xiàn)象的處理則是采用飽和控制函數(shù)來(lái)代替純正負(fù)號(hào)函數(shù)的使用。飽和函數(shù)的結(jié)果反映了一個(gè)平穩(wěn)的瞬態(tài)性能。在有利因素和控制性能方面，提議的方法與現(xiàn)存的可供選擇的機(jī)器人滑動(dòng)模式控制器進(jìn)行了模擬比較。對(duì)比分析大量模擬結(jié)果，證實(shí)了采用了可變結(jié)構(gòu)PID控制器的性能比那些經(jīng)典PID控制器和現(xiàn)有的PID滑面可變結(jié)構(gòu)控制器更優(yōu)越。
關(guān)鍵詞—李雅普諾夫充分二次型，機(jī)器人跟蹤控制，滑動(dòng)模式，可變結(jié)構(gòu)PID控制器。

1引言
一個(gè)眾所周知的方法即通過(guò)非線性反饋法來(lái)控制不確定系統(tǒng)的控制叫做可變結(jié)構(gòu)控制[1]–[4]。近年來(lái)，為了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定，可變結(jié)構(gòu)的原則被廣泛應(yīng)用。可變結(jié)構(gòu)控制是一種很強(qiáng)力的控制技術(shù)。它通常用于處理最壞的情況下的控制環(huán)境：有上下界，非線性的參數(shù)擾動(dòng)，外部擾動(dòng)，摩擦及復(fù)雜性等環(huán)境。由于不要求精密動(dòng)態(tài)模型，控制算法可以很容易實(shí)施。設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)控制問(wèn)題在[5]和[6]中闡述了。[7]中探討了一個(gè)用等效控制方法來(lái)解決機(jī)器人參數(shù)擾動(dòng)問(wèn)題的滑動(dòng)模式自動(dòng)控制儀。[8]和[9]中使用了連續(xù)的滑動(dòng)模式控制定律。[10]中提出了滑動(dòng)模式控制器，其中考慮了對(duì)機(jī)器人進(jìn)行約束控制的定位問(wèn)題和力量控制問(wèn)題。[11]