移动焊接机器人的滑模控制

摘要本篇论文的控制对象为轮式移动焊接机器人，课题的主要任务是设计它的轨迹跟踪控制方法。轮式移动焊接机器人是一种具有代表性的非线性系统，非线性系统可用多种控制策略来进行控制，比如滑模（变结构）控制方法、反馈线性化方法等，本文主要采取基于反演的滑模控制方法对移动焊接机器人模型进行轨迹跟踪控制。文中先构建轮式移动焊接机器人的运动学模型，再根据所构建的模型推导计算了相应的滑模控制方法。该控制方法在反演控制思想的基础上加入设计了滑模面，由此建立了一个基于反演方法的滑模跟踪控制器，实现了两轮机器人对直线和正弦轨迹的跟踪控制。最后经由 MATLAB 软件进行仿真，根据得到的图象可以看出，针对该两轮移动焊接机器人设计的反演滑模控制器具有较好的控制效果，能很好地达成对预定轨迹的跟踪控制。 22527
毕业论文关键词轮式移动焊接机器人滑模控制   反演方法轨迹跟踪控制仿真
Title Sliding Mode Control for Mobile Welding Robot
Abstract
This article takes a wheeled mobile welding robot as control object, and
designs its trajectory tracking control method. A wheeled mobile welding
robot is a typical nonlinear system. In order to control nonlinear systems
like this, researchers figured out a plenty of methods, such as sliding
(variable structure) control methods, feedback linearization methods.
This paper mainly adopts backstepping-based sliding control method for the
tracking control.
In the first, the kinematic model of the wheeled mobile welding robot is
built, and then the corresponding sliding mode control method is designed.
This control method is based on the backstepping control method with
sliding surface, and the controller realizes the trajectory tracking
control of the two-wheeled robot on linear and sinusoidal. Simulate by
MATLAB software. The consequence of simulation declares that, the sliding
mode controller has good control effect for the two-wheeled mobile welding
robot and it can well achieve the preset trajectory tracking control.
Keywords   mobile welding robot   sliding mode control   backstepping
mothod   trajectory tracking control   simulation
目次

1   引言 . 1
1.1   选题背景及意义 .. 1
1.2   轮式机器人基本概念   1
1.3   焊接机器人研究概况   2
1.4   滑模控制基本概念 . 2
1.5   基于 S-Function 的SIMULINK 仿真 .. 3
1.6   本文主要研究问题及结构安排 .. 4
2   移动焊接机器人建模   6
2.1   数学模型的建立 .. 6
2.2   运动学模型的建立 . 7
2.3   本章小结 .. 9
3   移动焊接机器人的反演滑模控制律设计 .. 10
3.1   反演滑模控制律设计方法 .. 10
3.2   移动焊接机器人的反演滑模控制器设计 .. 14
3.3   设计控制律时遇到的问题及解决方法   17
3.4   本章小结   17
4   仿真实验及其分析 .. 18
4.1   仿真实验过程 . 18
4.2   仿真结果分析 . 21
4.3   仿真过程中遇到的问题及解决方法 . 32
4.4   本章小结   32
结论 . 33
致谢 . 34
参考文献   35 1 引言移动焊接机器人的滑模控制:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_15203.html