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随着机器人应用技术的发展，机器人的应用越来越广泛。驱动单元作为机器人系统的动力源，其控制精度和实时性的要求也越来越高。根据机器人对伺服驱动系统的要求，本文研究一种高于通用伺服的机器人伺服驱动系统，分析机器人交流伺服系统，建立满足机器人要求的异步电动机模型，设计最优鲁棒位置控制器，实现异步电机精确位置控制，从而实现机器人精确控制。
本论文首先建立了机器人用异步电机模型，其满足机器人与异步电机的特点。然后对三相异步电机矢量控制的基本原理和SVPWM技术基础进行介绍，简化交流异步电动机的动态数学模型，设计异步电动机SVPWM矢量控制系统，利用Matlab工具建立异步电机控制系统的动态Simulink模型。在此基础上，设计由电流环和位置速度环构成的机器人用异步电机位置伺服系统。针对该系统存在的模型摄动和外部扰动，采用了最优控制与滑模控制结合的方法对位置伺服系统干扰加以控制。最后，基于异步电机SVPWM矢量控制系统的动态Simulink模型，建立异步电机位置伺服系统模型，对所设计的控制器进行控制效果仿真对比及性能分析，仿真结果验证了方法对模型参数的摄动和扰动都具有较好的鲁棒性。
本文主要针对位置伺服系统，应用最优控制与滑模控制理论设计了最优鲁棒位置控制器。首先基于标称系统的最优反馈控制律设计了一种最优滑模面，使得滑动模态满足给出的最优性能指标要求，最后通过设计滑模控制律的非线性补偿项抵消不确定性的影响。最优控制可以使系统获得良好的动态性能，但是它对系统的不确定性比较敏感，而滑模控制的突出优点是滑动模态对于不确定性具有完全鲁棒性。最优滑模控制打破了传统控制方案需要在系统动态性能和鲁棒性之间作折衷的局限，为不确定系统的控制问题提供了一种综合有效的控制方法。