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摘要：针对具有参数不确定性的单力臂机械系统，通过引入直接自适应控制的思想，采用基于Lyapunov直接法的鲁棒模型参考自适应控制方法，可以在具有参数不确定性和未知非线性摩擦特性的情况下，只需要动、静摩擦的上界值就能使跟踪误差趋于零。

关键词：参数不确定；单力臂机械系统；鲁棒模型自适应控制；非线性摩擦

前言：高精度单机机械臂伺服系统是一种典型的高精度直流伺服系统[1]，在实际应用中，该系统的跟踪性能受到两个因素的影响，一是系统存在的非线性摩擦环节[2]，二是负载的变化[3]。对于高精度机械伺服系统，摩擦环节成为提高系统性能的障碍[4]。本文则是通过引入直接自适应控制的思想，采用基于Lyapunov直接法的鲁棒模型参考自适应控制方法，可以在具有参数不确定性和未知非线性摩擦特性的情况下，使跟踪误差为零，优势在于不需要建立摩擦模型，不需要精确的摩擦系数，且具有良好的鲁棒性。

一、不确定单力臂机械系统的模型建立

三、仿真及分析

被控对象的动态方程为

在MATLAB软件对系统注入相关参数并进行仿真，控制器的结构框图如图下所示

设定被控对象方程相关参数，仿真结果如图2和图3所示。

仿真结果表明，所采用的鲁棒模型参考自适应控制器不依赖于被控对象信息，适应未知摩擦特性和参数的不确定性，并能保证对象和模型的高精度跟踪。

四、结论

本文研究了一种基于鲁棒模型参考的自适应控制策略，在有不确定摩擦特性的情况下，将其应用于不确定性单力臂机械系统的轨迹跟踪控制。无需建立摩擦模型，而只需要动、静摩擦的上界值。仿真结果表明，该控制器增强了系统的自适应能力，对不确定性单力臂机械系统实现了鲁棒自适应控制。

参考文献

[1] 刘金琨．机器人控制系统的设计与MATLAB仿真［Ｍ］．北京：清华大学出版社，2008．

[2] 张彦军，于国祥．滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用［Ｊ］．控制系统，2007，23（34）：45-47．

[3] 韩正之，陈彭年，陈树中．自适应控制［Ｍ］．北京：清华大学出版社，2011．

[4] 申铁龙．机器人鲁棒控制基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社，2000．