随着科学技术的发展,机器人技术在日常生活、工业生产以及太空探索等领域的应用日趋广泛。机械臂作为应用最为广泛的一种机器人,已经成为工业自动化生产线上不可或缺的主流装备,机械臂的轨迹跟踪控制也成为当今的研究热点之一。机械臂轨迹跟踪控制是通过控制器对机械臂关节施加控制力矩来实现对关节轨迹的跟踪,使得机械臂在运动过程中的关节角度均与用户事先设定好的期望关节角度相吻合,最终使机械臂末端顺利地完成指定作业流程。本文就机械臂的轨迹跟踪控制问题展开研究,针对目前多种控制方法在机械臂轨迹跟踪控制中存在跟踪不精准,设计复杂,执行速度慢等问题,充分利用模糊控制方法设计简单、方便融入控制经验且不依赖被控对象精确数学模型等优点,引入变论域的思想,提出了一种机械臂轨迹跟踪的变论域模糊控制方法,主要研究要点如下:首先,建立典型的三关节机械臂的运动学和动力学模型,给出三关节机械臂运动仿真模型。其次,设计基于相平面的离线轨迹规划算法,通过此算法获得机械臂各关节期望关节轨迹,作为机械臂轨迹跟踪控制仿真的期望关节轨迹。然后,设计三关节机械臂轨迹跟踪的模糊控制方案,运用MATLAB/Simulink实现仿真,并对仿真结果进行分析,给出机械臂轨迹跟踪的模糊控制方法的控制精度。最后,为了提高三关节机械臂模糊控制方法的控制精度,设计三关节机械臂轨迹跟踪的变论域模糊控制方案,进行三关节机械臂轨迹跟踪控制仿真,仿真结果表明该方法提高了轨迹跟踪控制精度。