多机械臂系统因具有操作灵活、应用领域广、安全性能好等优点,成为机器人学研究领域的一个热点。然而,多机臂系统是一类非线性、状态变量高度耦合、外部干扰性强的系统,传统的控制方法难以同时控制多个机械臂。此外,当多个机械臂搬运同一个物体时,机械臂与物体之间会产生内力效应,这部分内力应该被控制在合理的范围内,否则会影响整个系统的控制精度,甚至会对物体和机械臂造成损害。因此,如何处理上述问题并实现多机械臂系统的力/位混合控制具有重要的研究价值与实际意义。本文针对多机械臂系统的力/位混合控制问题,以反步法为基础,结合命令滤波技术、有限时间技术和模糊自适应控制技术,分别设计了模糊自适应反步控制器、模糊自适应命令滤波控制器和有限时间命令滤波控制器来实现多机械臂系统的力/位混合控制。本文的主要研究成果如下:1.研究了基于反步法的多机械臂力/位混合控制策略。以机械臂的动力学方程为基础,构建了多机械臂系统的动力学模型;接着运用反步法设计跟踪控制器,并结合模糊自适应技术处理系统中不可测的非线性项及干扰项;最后根据Lyapunov理论判断系统的稳定性,并使用Matlab/Simulink模块搭建仿真实验。仿真结果表明所设计基于反步法的控制策略可以有效控制物体的运行轨迹和系统的内力。2.针对系统在运行过程中加速度发生突变等不连续的情况,研究了基于命令滤波技术的多机械臂力/位混合控制策略。将命令滤波技术和反步法相结合,在设计过程中只需要物体运行轨迹的信息及其一阶导数的信息,因此可以有效解决系统加速度不连续的问题,并设计误差补偿机制消除滤波误差造成的影响。最终基于Lyapunov方法判断稳定性,并使用Matlab/Simulink模块搭建仿真实验。仿真结果证明了命令滤波反步控制技术在多机械臂系统中的有效性和实用性。在系统的加速度不连续时,所设计的模糊自适应命令滤波控制器不仅可以保证物体可以按照理想的轨迹平稳运行,而且将内力控制在合理的范围内。3.研究了基于有限时间技术的多机械臂力/位混合控制策略。以反步法为基础,结合命令滤波技术和有限时间技术,提升了多机械臂系统的控制性能。通过引入有限时间命令滤波技术不仅可以处理多机械臂系统加速度不连续的问题,还能够保证物体位置和内力的在更短的时间内跟踪到期望的轨迹。并且构建了新的误差补偿机制,保证补偿误差在更短的时间内收敛。最后根据Lyapunov理论判断系统的稳定性,并通过Matlab仿真实验验证基于有限时间技术的控制策略的优越性。4.通过Matlab/Simulink仿真实验结果将反步控制策略、命令滤波反步控制策略和有限时间命令滤波控制策略进行对比可以看出,三种控制策略都可以解决多机械臂的力/位混合控制问题,达到预期的控制效果。但是有限时间命令滤波控制策略不仅解决了系统加速度不连续的问题,而且使得物体的位置和内力更快的跟踪上期望的轨迹,抗干扰能力更强,跟踪精度和控制效果都要优于前两种控制策略。