基于MATLAB仿真的观测器代码-RT机械臂：非线性2自由度机械手控制系统

简介：
本项目基于MATLAB仿真开发了一套用于非线性两自由度机械手臂控制的观测器代码。该系统通过精确的状态估计优化了RT机械臂的操作性能，实现了高效稳定的运动控制。 为了控制非线性机器人机械手系统（R-非线性），我们首先需要建立其运动方程的MATLAB仿真模型，并围绕平衡点进行线性化处理以应用线性控制方法和技术，该系统的平衡点设定为[pi/4, 200]。通过使用极点配置技术设计控制器后得到的状态矩阵中，特征值位于右半平面内表明开环系统不稳定。我们利用MATLAB中的place命令将闭环控制系统的设计调整至左半平面以确保稳定性。 控制输入公式由(U-Ue)=K*(X-Xe)给出，在这里平衡位置不为零点。接着实施线性控制器来操控非线性系统的运动，并生成动画进行可视化演示。 假设系统中没有传感器能够测量所有状态变量，因此我们需要设计一个Luenberger观察器以估计这些状态变量的值。由于该观察器是线性的，所以在将输出和控制输入传递给它之前需要先对Ye和Ue做减法处理（即用实际输出Y减去期望输出Ye以及使用实际控制信号U与预期稳态控制量Ue相减）。为了确保观测效果良好，我们再次通过极点配置技术来调整(A-LC)矩阵的特征值分布于左半平面内。实践中发现选择观察器极点的速度应比系统本身的极点快2到6倍左右。 由于完全掌控了这个观察机制，我们可以有效地控制整个非线性机器人机械手系统的动态行为。