基于模糊逻辑控制算法的混联机械臂最优运动轨迹规划

唐翠微

(雅安职业技术学院智能制造与信息工程学院，四川 雅安 625000)

作为机器人研究领域中应用最广泛的机械装置之一，机械臂在工业制造[1]、医疗卫生[2]、野外救援[3]及农业服务[4]等领域均发挥着重要作用。机械臂的体积、活动范围及复杂程度各有不同，但其工作原理都是通过指令控制在三维空间内精确完成指定的加工任务[5-6]。目前主流的机械臂结构包括串联与并联两种，串联结构模式下机械通过关节连接[7]，机械臂的关节处安装有驱动电机，整条机械臂在驱动程序的控制下可以实现各个轴向的自由活动。串联结构设计较为简单，且活动范围大[8]，但由于连杆与关节之间存在间隙，加上系统误差和控制时延的存在，导致机械臂轨迹精度不高，因此难以完成特定的高精度任务；而并联结构是一种闭环结构[9]，拥有动平台和定平台两个独立的运动链和更多的自由度空间[10-11]，因此机械臂具有更好的稳定性、承载强度和控制精度。为发挥出两种结构模式的各自优点，在确保足够大的机械臂运动空间范围基础上，最大限度提高机械臂的轨迹精度，本文提出了一种混联的机械臂设计方案，以满足更高的精度需求。

混联机械臂的结构更为复杂，其中运动程序和运动算法决定着轨迹的运动精度。机器人控制算法的研究一直是该领域的研究热点之一，其中PID控制是使用时间最长、应用最为广泛的控制算法，但PID控制算法在无法确定干扰源的前提下，算法的鲁棒性较低且无法准确确定干扰的界限进而导致轨迹精度降低[12]；……