侯　俊，王良勇，柴天佑，方　正
東北大學流程工業綜合自動化重點實驗室，遼寧沈陽

摘　　　要：針對欠驅動機械臂平衡控制精度低，魯棒性差，抗干擾空間狹窄，起擺成功率低等問題，提出了一種基于Ｔ�玻幽：�結構和線性調節理論的欠驅動機械臂平衡控制策略，并實現了一種新的起擺�财胶饪刂品绞健Ｊ紫葘⑾到y設定的狀態空間分為若干個模糊子空間，通過線性二次型較優理論和線性調節理論，在每個模糊子空間建立局部控制器，保證系統在每個局部子空間中平衡，并較終收斂于給定平衡點，然后使用隸屬函數平滑的將各個局部控制器連接起來，較終得到非線性控制對象的模糊平衡控制器，實現了欠驅動機械臂在任意給定點的平衡控制。實驗結果表明，所提出的控制策略控制精度高，抗干擾范圍大，魯棒性強，起擺成功率高，并且易于實現，具有較高的推廣和應用價值。

關　鍵　詞：欠驅動機械臂；平衡控制；Ｔ�玻幽：�策略；線性調節理論；較優控制

１　引　言
欠驅動系統是指系統的獨立控制變量個數小于系統自由度個數的一類非線性系統［１］。Ｐｅｎｄｕｂｏｔ是典型的二自由度欠驅動機械臂，具有高度非線性、欠驅動性和強耦合性［２］。欠驅動系統的控制問題是非線性研究領域的熱點之一。文獻［３］采用了部分反饋線性化的起擺方法；文獻［４�玻担莶捎没�于能量的起擺控制策略；文獻［６］提出了脈沖動量的新起擺控制策略。文獻［７�玻福萃ㄟ^滑模變結構實現起擺、平衡的統一控制，但只停留在仿真階段；文獻［９］通過Ｔ�玻幽：龑崿F了Ｐｅｎｄｕｂｏｔ的跟蹤控制實驗，但由于沒有對平衡控制器進行改進，起擺成功率仍然較低，而且無法實現直接起擺至非完全豎直狀態。本文提出一種基于Ｔ�玻幽：�的新型平衡控制策略，結合較優控制理論和線性調節理論實現平衡控制。該控制策略不僅能夠實現直接起擺至非完全豎直狀態，而且增強了系統的控制性能，提高了起擺平衡的成功率，同時該控制策略簡單易實現，具有較高的推廣價值。

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