机械臂的力矩前馈控制

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： $u^{*} = K_{v}(\dot{q}^{*}-\dot{q})$

引入积分环节后： $u^{*} = (K_{v}+\frac{K_{i}}{s})(\dot{q}^{*}-\dot{q}),K_{i}> 0$

$K_{i}$ 增加的同时，超调量增加，需要 $K_{v}$ 减小进行补偿，并限制 $K_{i}$ 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）

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