Delta机器人增广非线性PD控制研究

王钰奉，陈伟堤，施祥玲，祁 佩，于文凯

(1.上海航天设备制造总厂有限公司，上海 200245；2.上海宇航系统工程研究所，上海 200245)

0 引言

Delta机器人具有刚度高、负载自重比小、动力性能好等优点，适用于高速分拣领域。其应用对保证产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本具有重要的意义。目前，国内工业界和学术界均对其展开了研究，取得了一定的成果，但国产化的Delta机器人性能还有待提升，在综合设计与优化、控制方法上所做的工作还远远不足[1-3]。其中，控制策略是保证机器人系统高效、稳定运行的关键，其优劣对机器人的工作状态有着重要的影响。当前，高效高精度的控制方法仍是Delta机器人研究领域的重要方向。

机器人控制策略可分为非基于动力学模型的控制和基于动力学模型的控制。前者不考虑机器人的动力学特性，将其当成多个单输入单输出系统，控制结构简单、运算量小、易于实现，在机器人前期的样机研究中应用广泛。Nabat V等[4]将PI控制策略用于Par4并联机器人初期的样机开发。Choi H B等[5]在H4机器人样机设计中使用了PD控制和速度前馈PD控制。基于动力学模型的控制方法以机器人的逆动力学模型为基础，根据逆动力学关系得到机器人沿期望轨迹运动时所需的驱动力或力矩，来达到跟随期望轨迹的目的，主要有计算力矩(CT)控制和增广PD(APD)控制。其中，增广PD控制采用力矩前馈补偿结合位移和速度反馈消除偏差，其驱动力矩可以在离线状态下得到，在线运算量小，伺服控制率高。……