Решение задачи о стабилизации заданного положения и программного движения антропоморфной руки робота

Получена: 2026-10-13

Опубликована: 2026-09-30

Аннотация

Рассматривается трёхзвенная антропоморфная рука робота, движущаяся в вертикальной плоскости с учётом вязкого трения в шарнирах. Решаются задачи стабилизации заданного положения и программного движения при условии, что измеряются только углы поворота звеньев. Для стабилизации положения предложен нелинейный ПИ-регулятор с обратной связью по синусам половинных углов ошибки. С помощью функций Ляпунова получены явные условия на коэффициенты усиления и коэффициент диссипации, при которых положение стабилизируется при любых начальных отклонениях. Для кусочно-постоянного дискретного управления найдена оценка допустимого шага дискретизации. Для отслеживания программного движения построен закон управления с динамическим фильтром, который заменяет измерение скоростей. Доказано, что при выполнении найденных условий ошибка отслеживания стремится к нулю по модулю 2???? при любых начальных условиях. Результаты подтверждены численным моделированием.

Список литературы

  1. Kelly R, Santib´a˜nez V, Loria A. Control of Robot Manipulators in Joint Space. Springer; 2005.

  2. Yurevich EI. Osnovy robototehniki: uchebnoe posobie [Fundamentals of robotics: a textbook]. 4th ed. BHV-Peterburg; 2018. (In Russian).

  3. Alonge F, D’Ippolito F, Raimondi FM. An adaptive control law for robotic manipulators without velocity feedback. Control Eng Pract. 2003;11(7):999–1005. https://doi.org/10.1016/S0967-0661(02)00195-8.

  4. Moreno-Valenzuela J, Camarillo K, Campa R, Santib´a˜nez V. A practical PID regulator with bounded torques for robot manipulators. Int J Control Autom Syst. 2010;8(3):544–555. https://doi.org/10.1007/s12555-010-0307-4.

  5. Yarza A, Santib´a˜nez V, Moreno-Valenzuela J. An adaptive output feedback motion tracking controller for robot manipulators: uniform global asymptotic stability and experimentation. Int J Appl Math Comput Sci. 2013;23(3):599–611. https://doi.org/10.2478/amcs-2013-0045.

  6. Kelly R. A simple set-point robot controller by using only position measurements. In: Proceedings of the 12th IFAC World Congress;

  7. 1993:173–176. 18–23 July 1993. https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)48783-0.

  8. Berghuis H, Nijmeijer H. A passivity approach to controller-observer design for robots. IEEE Trans Robot Autom. 1993;9(6):740–754.

  9. https://doi.org/10.1109/70.258054.

  10. Zhang H, Zhao Y, Wang Y, Liu L. Adaptive neural network control of robotic manipulators with input constraints and without velocity

  11. measurements. IET Control Theory Appl. 2024;18(10):1232–1247. https://doi.org/10.1049/cth2.12660.

  12. Noghreian E, Koofigar HR. Robust tracking control of robot manipulators with friction and variable loads without velocity measurement: a switched control strategy. Proc Inst Mech Eng Part I J Syst Control Eng. 2021;235(4):532–539. https://doi.org/10.1177/0959651820947944.

  13. Andreev AS, Peregudova OA. Trajectory tracking control for robot manipulators using only position measurements. Int J Control.

  14. 2019;92(7):1490–1496. https://doi.org/10.1080/00207179.2017.1397755.

  15. Andreev A, Peregudova O, Sutyrkina K. Trajectory tracking control of robot manipulators with revolute joints using only position

  16. measurements. In: Proceedings of the 18th International Conference on Mechatronics – Mechatronika (ME). IEEE; 2018:1–6.

  17. https://doi.org/10.1109/MECH.2018.8624755.

  18. Peregudova O. Robust trajectory tracking control for robot manipulators without velocity measurements. In: Proceedings of the 14th International Conference Stability and Oscillations of Nonlinear Control Systems (Pyatnitskiy’s Conference). IEEE; 2018. https://doi.org/10.1109/STAB.2018.8408385.

  19. Akhmatov A, Buranov J, Khusanov J, Peregudova O. On semi-global output position feedback trajectory tracking control of a multi-link

  20. revolute joined robotic manipulator. In: Proceedings of the 25th International Conference on System Theory, Control and Computing

  21. (ICSTCC). IEEE; 2021:290–295.

  22. Akhmatov AA. Stabilizaciˆa ustanovivˇsihsˆa dviˇzenij mehaniˇceskih sistem s cikliˇceskimi koordinatami diskretnym upravleniem bez

  23. izmereniˆa skorostej [Stabilization of steady motions of mechanical systems with cyclic coordinates by sampled-data control without

  24. velocity measurements]. Ilm sarchashmalari ilmiy-nazariy, metodik jurnal. 2025;(10.1):39–43. (In Russian).

  25. Akhmatov AA. Diskretnaˆa stabilizaciˆa mehaniˇceskih sistem bez izmereniˆa skorostej [Sampled-data stabilization of mechanical systems

  26. without velocity measurements]. Ilm sarchashmalari ilmiy-nazariy, metodik jurnal. 2026;(11):45–49. (In Russian).

  27. Chang L, Fu C, Zhang H. Global sampled-data output feedback stabilization for nonlinear systems via intermittent hold. IEEE/CAA J Autom Sin. 2025;12(8):1586–1593. https://doi.org/10.1109/JAS.2024.125019.

  28. Khalil HK. Nonlinear Systems. 3rd ed. Prentice Hall; 2002.

Об авторах

А.А. Ахматов
Navoi State University

Лицензия

Copyright (c) 2026 Узбекский журнал "Проблемы механики"

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Как цитировать

Решение задачи о стабилизации заданного положения и программного движения антропоморфной руки робота. (2026). Узбекский журнал "Проблемы механики", 37(3). https://pmjournal.uz/jour/article/view/19

Похожие статьи

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.

ISSN 2010-7250 (Print)