随着我国载人航天的成功，太空探索的任务已经迫在眉睫，服务于太空的机器人面临着诸多亟待解决的问题。太空的恶劣环境如真空、剧烈的日夜温差变化和大量太空辐射都对机器人的驱动提出了挑战；同时降低发射成本的需求和太空舱内空间的有限，又要求机器人结构紧凑而轻巧。传统的电磁马达难以满足太空环境的应用要求，而超声马达在这些方面体现了得天独厚的优势。超声马达体积小、重量轻；自身不产生磁场亦不受磁场、辐射和真空的影响；低速时能提供较大的扭矩，因此可直接驱动负载。但由于超声马达利用摩擦驱动，定转子间的滑动率不能完全确定，而且其定子谐振频率又随温度的变化而变化，同时由于压力和摩擦驱动转矩是沿定子环分布的，超声马达本身就具有复杂的非线性；而且超声马达的特性随着驱动条件的变化而变化。迄今为止，还没有能够完全表达超声波马达动态和稳态特性的数学模型。以上这些都增加了对超声马达控制的困难，国内外学者提出了很多方法对超声马达进行优化控制，其中基于模糊控制和神经网络方法倍受青睐，但这些研究都是对单个超声马达进行恒定转速跟踪和阶跃转速跟踪，并且负载在马达运行期间恒定或阶跃变化，同时这些方法往往是针对超声马达的驱动电路进行改进，而对使用者而言，超声马达及其驱动器就是一个黑箱，不可能对它们进行任何改进，因而在有关超声马达的实际使用中，未见到这些方法的运用。因此，本文以三关节机器人为研究对象，以目前商业化机器人普遍采用的PID控制为基础，对该机器人的位置反馈控制进行较为深入的研究。
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