关键词：机械臂;预设性能函数;固定时间控制;反演控制;自适应控制
摘 要：针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题，提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先，构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量，并基于该比值变量构建Lyapunov函数，避免了非线性约束向无约束变量的转换，简化了控制器结构.接着，设计自适应律在线估计系统的不确定项，给出了一种固定时间收敛的控制器，使得角度/角速度跟踪误差按照预先设定的性能函数收敛，在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度和瞬态性能。然后， Lyapunov 理论证明了闭环系统的跟踪误差在固定时间内收敛，且固定收敛时间上界与初始状态无关，并给出预估角度/角速度和控制输入上界的计算方法.最后，数值仿真验证了二自由度机械臂轨迹跟踪控制问题，结果表明，本文所提出的控制器可保证机械臂的角度/角速度跟踪误差按照预设性能函数约束，在固定时间内收敛，具有良好的瞬态性能和跟踪精度。
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