Abstract
目前，在許多的研究報告均針對非強制約束機械系統的控制設計。例如，對日本松下所製造的馬達之控制理論及設計的研究。念珠在一個緩慢轉動的鐵環上的移動的相位轉移問題的探討。而靈巧的機械手在旋轉的約束及機械手指的再定位問題，亦是非強制約束系統的一個例子。由於藉著滾動所能到達的空間組態要比僅藉著滑動所能到達的空間組態要大。這是非強制約束的一個重要且有趣的自然性質。眾所皆知的靈巧操作問題即是利用這個非強制約束的自然性質。如此，物件能被操作從一個抓取的組態到另一個抓取組態。在以往的研究報告中，均不考慮有外界干擾及系統參數變化而僅考慮動態模型完全已知且沒有任何干擾的情況下來設計控制器。但是實際的情況，由於真正的系統過於複雜，所以我們得到的系統模型僅僅是一個近似的模型。而且摩擦力及負戴的變化、機械體的彈性變化、約束曲線的形變及由於環境所產生的外界干擾。因此，針對非強制約束機械系統在參數變化及外界干擾的情況下，設計一個能達成強健性追蹤參考模型的控制器是非常重要的。在本論文中所設計的控制器仍是一個三級的控制器。在第一級控制器中，藉著選擇適當的轉換矩陣，受干擾的非強制約束機械系統被轉換成精減形式的非強制約束機械系統。在第二級中，則藉著非線性控制理論中的 '輸入輸出解耦'的設計觀念，我們可將原系統解耦成幾個線性的系統。而在第三級的控制器中，針對在第二級中所得到的解耦系統，我們定出幾個強健模型追蹤行為規範，而後我們可分別得到一些控制器滿足這些行為規範。