自适应PID控制在确定性单臂机械手中的应用

自适应PID控制器在确定性单臂机械手中的应用

摘要：针对机械手的动力学模型比较复杂，难以精确的建立数学模型,提出了一种基于新型自调整PID控制器用于机械手的位置跟踪控制。该控制器利用人的经验和知识实时调整PID参数，从而改善控制系统的性能，提高控制器的适应能力。仿真实验表明该方法具有良好的轨迹跟踪精度和抗干扰能力。

关键词：机械手；自适应PID控制；MATLAB仿真

目   录

摘  要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪 论 1

1.1课题研究的背景和意义 1

1.2 PID控制应用及其发展 1

1.2.1 PID控制器 1

1.2.2 PID控制器的发展 2

1.3论文的主要工作 3

第2章 PID控制理论基础 4

2.1 PID控制 4

2.2 PID控制器的控制系统 5

2.2.1 PID控制器的基本结构 5

2.2.2语言变量及PID集的定义 7

2.2.3参数调整规则的制定 7

2.2.4控制量的计算 8

2.2 PID控制隶属度函数及规则 9

第3章自适应PID控制器的设计 10

3.1自适应PID控制器原理 10

3.2自适应PID控制器的设计 11

3.2.1语言变量的自适应化 11

3.2.1.1各自适应变量范围的确定 11

3.2.1.2各自适应变量隶属函数的确定 12

3.2.1.3各变量的赋值表 13

3.2.2自适应控制规则表 15

3.2.3自适应PID控制工作流程图 17

第4章基于MATLAB的自适应控制器设计及仿真研究 18

4.1 MATLAB语言系统 18

4.2仿真工具Simulink简介 18

4.3单臂机械手控制系统 19

4.3.1单臂机械手的运动方程 19

4.3.2控制器的设计 19

4.4仿真程序及结果分析 19

4.4.1自适应PID控制仿真 20

结束语 23

参考文献 24

致谢 25