对于机械臂的动力学研究(研究各个关节的力与运动状态),不能忽略的一个干扰因素——机械臂的重力,在Simulink中建立动力学的控制模型时,相当于在负载处输入干扰力矩(tau_d),这又会引入扰动误差(扰动误差:表示系统在扰动信号作用下,系统偏离平衡点的情况)
应对稳态误差的措施:
1)提高增益(减小误差的同时,会使系统不稳定)
2)增加积分作用(对于恒定的输入或恒定干扰,可以实现0误差,但积分项会增大超调量)
例:假设需要达到的关节速度为q*’,实际的关节速度为q’,基于速度误差的比例调节器可定义为:
引入积分环节后:
增加的同时,超调量增加,需要减小进行补偿,并限制的最大值
方法1)、2)均为干扰抑制(主要解决未知干扰的影响),另一种应对误差的措施是预测干扰并消除它:
3)力矩前馈控制
机械臂的重力矩数值在MATLAB中可调用gravload函数直接求出,PI控制器的输出和已知干 扰项前馈的共同调节,作用于控制部分,使机械臂及早作出适应性反应。(即使重力矩的数值不准确,前馈控制可以减小干扰的幅度)