李明軍，馬保離
北京航空航天大學第七教研室，北京

摘　　　要：欠驅(qū)動平面機械手是帶有非完整約束的高度非線性系統(tǒng)，對其進行有效的控制仍然是個難點熱點問題。針對較具代表性的兩關(guān)節(jié)情形，給出了欠驅(qū)動兩關(guān)節(jié)平面機械手的動力學方程，據(jù)此分析了該系統(tǒng)的可積性、線性化、穩(wěn)定性、可控性和可反饋鎮(zhèn)定性。根據(jù)控制目標的不同，將控制任務(wù)分為鎮(zhèn)定到流形、鎮(zhèn)定到單個平衡點和跟蹤時變信號３種。針對這３種控制任務(wù)，分別回顧了各種已有的控制方式，仔細分析了它們的優(yōu)點和有待改進的地方。較后探索了欠驅(qū)動平面機械手的研究中需要解決的幾個關(guān)鍵問題，指出未來的可能研究方向。

關(guān)　鍵　詞：欠驅(qū)動系統(tǒng)；兩關(guān)節(jié)平面機械手；可積性；穩(wěn)定性；可控性

１　引　言
欠驅(qū)動系統(tǒng)是指控制輸入個數(shù)少于廣義坐標個數(shù)的系統(tǒng)，一般都具有一階或二階非完整性［１］、不能完全反饋線性化等復雜特性，使得傳統(tǒng)的非線性控制技術(shù)如反步法［２］、高低增益法［３］、滑模控制［４］等直接或間接失效，目前尚無成熟的帶有普遍性的控制方案，因此，欠驅(qū)動系統(tǒng)的控制問題仍然是一個開放性問題［５］。欠驅(qū)動兩關(guān)節(jié)（簡稱２Ｒ）平面機械手是結(jié)構(gòu)簡單的欠驅(qū)動機械系統(tǒng)，它體現(xiàn)了欠驅(qū)動系統(tǒng)的多數(shù)典型特征，如二階非完整性、線性近似系統(tǒng)的不可控性、漂移項帶來的復雜性等［６］。因此，對這個結(jié)構(gòu)簡單、特性復雜的系統(tǒng)進行的研究，是研究更復雜的欠驅(qū)動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。大約從２０世紀９０年代開始，國內(nèi)外學者對該系統(tǒng)進行了較深的研究，提出了多種控制方案，取得了較好的效果。本文對欠驅(qū)動兩關(guān)節(jié)平面機械手的研究成果做一個綜述，分析現(xiàn)有控制方案的優(yōu)缺點，指出今后的研究方向。

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