空间机械臂关节积分反演滑模控制研究 被引量：4

1

作者 贾庆轩 张晓东 +1 位作者 李梅峰 褚明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期3014-3016,3021,共4页

针对受到不确定因素影响的空间机械臂关节,设计积分反演(backstepping)滑模控制器进行了精确轨迹控制研究,在反演镇定函数中综合积分项,进一步消除了轨迹跟踪稳态误差;针对难以确定滑模控制系统中不确定因素上界的问题,采用了GRBF(gener... 针对受到不确定因素影响的空间机械臂关节,设计积分反演(backstepping)滑模控制器进行了精确轨迹控制研究,在反演镇定函数中综合积分项,进一步消除了轨迹跟踪稳态误差;针对难以确定滑模控制系统中不确定因素上界的问题,采用了GRBF(general radial basis function)网络在线估计不确定性上界值,并且推导了网络权值的自适应律,基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性和对误差的收敛性。仿真结果表明,该方法提高了机械臂关节轨迹跟踪性能,提高了对于参数摄动和外界干扰等因素的鲁棒性。 展开更多

关键词 机械臂关节 反演 滑模控制 GRBF网络

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基于摩擦补偿的空间机械臂关节高精度控制研究

2

作者 张晓东 刘鑫 贾山刚 《载人航天》 CSCD 2014年第2期99-103,共5页

空间机械臂关节具有大惯量、高精度的特点,针对空间机械臂关节低速、高精度控制要求,提出一种基于摩擦补偿的双位置闭环控制策略。建立了考虑摩擦和惯量变化等因素的一体化关节动力学模型,分析了全位置闭环系统的稳定性,在此基础上提出... 空间机械臂关节具有大惯量、高精度的特点,针对空间机械臂关节低速、高精度控制要求,提出一种基于摩擦补偿的双位置闭环控制策略。建立了考虑摩擦和惯量变化等因素的一体化关节动力学模型,分析了全位置闭环系统的稳定性,在此基础上提出了一种基于双位置传感器信息的闭环伺服控制策略,并引入自适应率辨识未知摩擦和惯量变化,利用Lyapunov函数证明闭环系统的稳定性和跟踪误差的渐进收敛性。在测试平台上的试验结果表明,提出的空间机械臂一体化关节伺服控制策略能够有效地提高关节伺服控制精度和系统鲁棒性。 展开更多

关键词 机械臂关节 摩擦补偿 参数自适应 伺服控制

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空间机械臂关节维修性设计与验证

3

作者 朱超 张运 +3 位作者 李德伦 高翔宇 高奔 展文豪 《载人航天》 CSCD 北大核心 2023年第1期22-28,共7页

空间机械臂维修性对机械臂可靠性和长寿命具有非常重要的意义。在研究国际空间站机械臂在轨维护维修任务和关节产品特点的基础上,结合中国空间站机械臂特点,设计了一种四方协同作业3次出舱的机械臂关节维修方案,通过搭建虚拟维修仿真平... 空间机械臂维修性对机械臂可靠性和长寿命具有非常重要的意义。在研究国际空间站机械臂在轨维护维修任务和关节产品特点的基础上,结合中国空间站机械臂特点,设计了一种四方协同作业3次出舱的机械臂关节维修方案,通过搭建虚拟维修仿真平台开展了维修仿真验证,完成了模拟维修场景下机械臂关节的维修试验,充分验证了机械臂关节维修的可操作性、可达性、可视性、安全性和流程合理性。 展开更多

关键词 多人协同 空间机械臂关节 维修性设计 试验验证 航天员

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基于螺旋理论的可变刚度机械臂关节研究 被引量：1

4

作者 陈龙凯 张帆 +2 位作者 蒋家鹏 于潇潇 吴凯宇 《农业装备与车辆工程》 2021年第8期95-98,共4页

为提高手术器械的姿态调整能力,以更好地适应手术环境的需求,提出一种新的可变刚度机械臂关节,该关节通过自身结构的改变来实现变刚度。基于旋量理论,通过线性相关性来研究关节的可动性,并进行ADAMS运动学仿真和3D打印模型实验,最终确... 为提高手术器械的姿态调整能力,以更好地适应手术环境的需求,提出一种新的可变刚度机械臂关节,该关节通过自身结构的改变来实现变刚度。基于旋量理论,通过线性相关性来研究关节的可动性,并进行ADAMS运动学仿真和3D打印模型实验,最终确定该关节的可实施性。 展开更多

关键词 变刚度 ADAMS仿真 机械臂关节

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基于IHHO算法的柔性关节机械臂奇异摄动控制

5

作者 吴启亮 冯韵哲 李明远 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期200-209,共10页

针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度... 针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度差值反馈控制以抑制柔性关节引起的振动;针对慢子系统,考虑饱和转矩输入的同时设计固定时间控制器,并采用径向基神经网络逼近模型的不确定部分,以实现机械臂的轨迹跟踪。为了解决控制算法中参数整定耗时且难以实现理想控制效果的问题,提出一种采用circle映射初始化种群,融合互利共生策略和自适应柯西变异的IHHO算法,并通过IHHO算法自动整定出最优的控制参数。通过仿真试验可知,该研究所提控制方案能有效抑制振动,具有良好的轨迹跟踪能力。 展开更多

关键词 柔性关节机械臂 改进哈里斯鹰优化(IHHO)算法 奇异摄动 定时控制

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基于模糊观测器的柔性机械臂指令滤波反步控制 被引量：1

6

作者 宿俊浩 于金鹏 +2 位作者 刘加朋 朱钰 司晨怡 《控制工程》 北大核心 2025年第3期500-507,共8页

针对模型参数未知的柔性关节机械臂系统,利用指令滤波及模糊观测器技术,提出了指令滤波模糊控制策略,实现了对该系统期望轨迹的跟踪控制。首先,设计模糊观测器来估计柔性机械臂的连杆角速度和电机转角速度;其次,利用模糊自适应技术来解... 针对模型参数未知的柔性关节机械臂系统,利用指令滤波及模糊观测器技术,提出了指令滤波模糊控制策略,实现了对该系统期望轨迹的跟踪控制。首先,设计模糊观测器来估计柔性机械臂的连杆角速度和电机转角速度;其次,利用模糊自适应技术来解决模型参数的不确定性;然后,应用指令滤波技术解决了控制器设计过程中的计算复杂性问题,并通过李雅普诺夫控制原理证明了该柔性关节机械臂控制系统中所有变量的收敛性;最后,利用仿真实验验证了所提方法在柔性关节机械臂控制中的有效性。 展开更多

关键词 柔性关节机械臂 指令滤波 模糊观测器 自适应控制

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基于状态约束的柔性关节机械臂指令滤波控制 被引量：2

7

作者 朱钰 于金鹏 +1 位作者 刘加朋 于海生 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期1012-1017,共6页

针对单连杆柔性关节机械臂系统,研究了全状态约束条件下机械臂末端位置的跟踪控制问题。利用障碍李雅普诺夫函数约束柔性关节机械臂的关节角位置和电机转角位置等状态变量的幅值,保证所有状态变量不会超出给定的限制区域。在此基础上,... 针对单连杆柔性关节机械臂系统,研究了全状态约束条件下机械臂末端位置的跟踪控制问题。利用障碍李雅普诺夫函数约束柔性关节机械臂的关节角位置和电机转角位置等状态变量的幅值,保证所有状态变量不会超出给定的限制区域。在此基础上,通过引入带有误差补偿的指令滤波控制技术克服了传统反步法存在的计算爆炸问题,设计了基于状态约束的指令滤波反步控制器。最后,基于李雅普诺夫稳定性理论证明了柔性关节机械臂系统的稳定性,并通过仿真实验验证了所设计的控制器能够有效保证系统的状态约束性能和位置跟踪精度。 展开更多

关键词 状态约束 柔性关节机械臂 指令滤波控制 障碍李雅普诺夫函数

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基于HJI理论的机械臂自适应神经网络预设性能控制

8

作者 邹臣禧 杨迪 +1 位作者 侯晟煜 雷正玲 《电光与控制》 北大核心 2025年第8期103-108,共6页

以机械臂控制为背景,基于HJI(Hamilton-Jacobi Inequality)理论提出了一种自适应神经网络预设性能控制策略。首先,利用带有预设性能函数的非线性变换,将跟踪误差转换为无约束形式,从而使轨迹跟踪误差以用户指定的收敛速率进入预先指定... 以机械臂控制为背景,基于HJI(Hamilton-Jacobi Inequality)理论提出了一种自适应神经网络预设性能控制策略。首先,利用带有预设性能函数的非线性变换,将跟踪误差转换为无约束形式,从而使轨迹跟踪误差以用户指定的收敛速率进入预先指定的范围。其次,采用反步设计法,利用无约束跟踪误差设计虚拟控制律。然后,根据神经网络的万能逼近特性,采用RBF神经网络对模型不确定项进行逼近。最后,根据RBF神经网络提供的估计值与HJI理论设计了一种新颖的预设性能控制方法。通过Lyapunov函数证明了所提轨迹跟踪闭环系统的稳定性,并在双关节机械臂的仿真中验证了该控制方法的有效性。 展开更多

关键词 多关节机械臂 HJI理论 预设性能控制 RBF神经网络 模型不确定项

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空间约束下多关节机械臂架末端柔顺控制方法

9

作者 井荣枝 王延堂 +1 位作者 陈小乐 徐峰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第11期122-126,共5页

多关节机械臂的运动具有惯性和延迟特性,由于机械臂的质量分布和关节间的连接方式等因素,导致当控制信号发生快速变化时,机械臂需要一定的时间来响应并改变自身的状态。这种延迟导致机械臂在控制过程中出现过度振荡现象,从而严重影响机... 多关节机械臂的运动具有惯性和延迟特性,由于机械臂的质量分布和关节间的连接方式等因素,导致当控制信号发生快速变化时,机械臂需要一定的时间来响应并改变自身的状态。这种延迟导致机械臂在控制过程中出现过度振荡现象,从而严重影响机械臂的控制精度。为满足该类型机械臂良好的动态响应能力,以空间约束为前提条件,设计一种新的柔顺控制方法。根据多关节机械臂的驱动机构结构,计算机械臂末端与物体间直线距离。将其作为末端位置的限制参量,建立闭环向量约束方程。基于最小能量法设计全局搜索策略,对机械臂运动轨迹实现约束。基于此,结合比例-积分-微分控制技术(Proportional-Integral-Differential,PID)与递推最小二乘法,设计臂架末端的柔顺控制方法。在模拟场景与真实场景中分别完成研究方法的性能测试。测试结果显示,该方法控制下的末端移动轨迹更佳,回形和环形轨道上的平均误差仅有0.954mm、1.036mm,多关节机械臂架的真实应用场景下,研究方法控制下机械臂末端安装的螺栓轴线与栓孔轴线间的水平偏差仅有0.23mm,控制精准度能够保证高精度操作任务的准确完成。 展开更多

关键词 多关节机械臂 臂架末端 工作空间约束 递推最小二乘法 柔顺控制

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基于模糊协同交互型观测器的柔性关节机械臂信息物理融合系统的安全控制

10

作者 黄鑫 畅晨旭 +1 位作者 肖舒怡 李小杭 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2487-2498,共12页

本文研究了柔性关节机械臂信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)在传感器测量和执行器输入受到网络攻击时的安全控制问题.首先,用T-S模糊模型描述柔性关节机械臂CPS,描述后的模型可能存在不可测量或可测量但受传感器攻击影响... 本文研究了柔性关节机械臂信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)在传感器测量和执行器输入受到网络攻击时的安全控制问题.首先,用T-S模糊模型描述柔性关节机械臂CPS,描述后的模型可能存在不可测量或可测量但受传感器攻击影响的前件变量(Premise variables,PVs),这些PVs直接用于构建模糊控制器会影响控制器的控制效果.因此,提出一类模糊协同交互观测器来构造新的、可靠的、可利用的PVs.同时,该观测器能够与包含攻击估计误差(Attack estimation error,AEE)信息的辅助系统进行协同交互.与已有结果相比,所提出的观测器通过协同交互结构,充分利用了AEE信息,提高了攻击信号的重构精度.在此基础上,提出了一种具有攻击补偿结构的安全控制方案,从而消除了传感器和执行器攻击对柔性关节机械臂CPS性能的影响.仿真结果验证了所提出的安全控制方案的有效性. 展开更多

关键词 柔性关节机械臂 信息物理融合系统 网络攻击 T-S模糊模型 协同交互型观测器 安全控制

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考虑误差补偿的柔性关节机械臂命令滤波反步控制 被引量：17

11

作者 李鹏飞 张银河 +2 位作者 张蕾 王晓华 王文杰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1693-1700,共8页

针对柔性关节机械臂在运动过程中易产生振动,使力和位置等控制精度难以保证等问题,提出了一种改进的命令滤波反步控制方法.首先,采用二阶命令滤波器得到反步控制方法中所需的虚拟控制函数及其导数,避免了对虚拟控制函数的多阶求导所导... 针对柔性关节机械臂在运动过程中易产生振动,使力和位置等控制精度难以保证等问题,提出了一种改进的命令滤波反步控制方法.首先,采用二阶命令滤波器得到反步控制方法中所需的虚拟控制函数及其导数,避免了对虚拟控制函数的多阶求导所导致的计算爆炸问题.随后,为了消除引入命令滤波器所产生的滤波误差,设计了滤波误差补偿机制,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了该策略可保证闭环跟踪误差系统的稳定性.最后,针对单关节柔性机械臂进行MATLAB仿真,证明了该方法的有效性.实验结果表明,加入滤波误差补偿后,跟踪精度提高了12.7%,滤波误差明显减少. 展开更多

关键词 柔性关节机械臂 命令滤波 反步控制 滤波误差补偿

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多关节机械臂的坐标模型和参数标定 被引量：20

12

作者 邹璇 李德华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2001年第3期252-256,共5页

对多关节机械臂式三维坐标采集系统中使用的空间坐标模型和参数标定方法进行了研究。首先提出了具有普适性的杆件单元模型 ,并基于此建立了多关节机械臂式三维坐标测量机构的坐标模型。继而讨论了模型中各系统参数的标定问题 ,在研究基... 对多关节机械臂式三维坐标采集系统中使用的空间坐标模型和参数标定方法进行了研究。首先提出了具有普适性的杆件单元模型 ,并基于此建立了多关节机械臂式三维坐标测量机构的坐标模型。继而讨论了模型中各系统参数的标定问题 ,在研究基于最小二乘法和迭代的标定方法之后提出了一种基于实数编码型遗传算法的标定方法 ,它具有定标点数不受限制 ,精度高等优点。实验结果证明这种标定方法有较好的实用性和鲁棒性。 展开更多

关键词 坐标测量 多关节机械臂 遗传算法 坐标模型 参数标定

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柔性关节机械臂的自适应命令滤波输出反馈控制 被引量：12

13

作者 潘昌忠 费湘尹 +2 位作者 周兰 熊培银 李智靖 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期199-208,共10页

针对柔性关节机械臂轨迹跟踪控制中存在模型摄动、外界干扰以及部分状态信息不可测等问题,提出一种基于自适应神经网络观测器的命令滤波输出反馈控制方法。首先,给出含不确定性的柔性关节机械臂动力学方程,并选用RBF神经网络设计自适应... 针对柔性关节机械臂轨迹跟踪控制中存在模型摄动、外界干扰以及部分状态信息不可测等问题,提出一种基于自适应神经网络观测器的命令滤波输出反馈控制方法。首先,给出含不确定性的柔性关节机械臂动力学方程,并选用RBF神经网络设计自适应律,在线逼近由模型摄动及未知干扰带来的不确定性项;然后,设计自适应神经观测器以对系统不可测状态进行实时估计,并将估计值用于反馈控制,解决部分状态信息不可测的问题;最后,基于Lyapunov理论设计反步跟踪控制器,并引入二阶命令滤波器获得中间虚拟控制量的导数,避免反步递推过程中“计算爆炸”的问题。仿真结果表明,当系统存在模型摄动和外界干扰时,所提自适应命令滤波反步控制方法与传统反步控制方法和误差补偿命令滤波控制方法相比,无需连杆的角速度以及电机轴的转角和角速度等状态信息,且轨迹跟踪精度分别提升78%和35%。 展开更多

关键词 柔性关节机械臂 RBF神经网络 自适应观测器 命令滤波 反步法

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三关节机械臂运动精度的误差分析及补偿策略 被引量：5

14

作者 刘永青 袁祖强 +1 位作者 戴加全 张捷 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第3期29-34,共6页

针对机械臂重复运动精度差的特点,对导致机械臂运动误差的主要影响因素进行分析。基于D-H坐标系的相关理论建立位置误差模型,对机械臂关节之间的位置误差进行分析。根据D-H参数位置误差,提出误差补偿方案,提高机械臂的运动精度。采用AD... 针对机械臂重复运动精度差的特点,对导致机械臂运动误差的主要影响因素进行分析。基于D-H坐标系的相关理论建立位置误差模型,对机械臂关节之间的位置误差进行分析。根据D-H参数位置误差,提出误差补偿方案,提高机械臂的运动精度。采用ADAMS软件建立三关节机械臂的动力学模型,通过对各关节的运动特性的分析,讨论在不同外界条件下各关节驱动器的力矩曲线和各关节运动关系曲线的变化,为更深入研究机械臂运动学和动力学问题,以及串联关节机械臂的本体和控制器设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 三关节机械臂 运动精度 误差分析 误差模型

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一种改进的柔性关节机械臂分级滑模控制 被引量：3

15

作者 姚伟 张丹丹 +2 位作者 郭毓 吴益飞 郭健 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期201-206,共6页

为实现多自由度柔性关节机械臂高精度定点控制和振动抑制,提出了一种改进的分级滑模控制算法.该算法借鉴分级滑模的思想,分别根据减速器输出角和关节角设计第一级滑模面,然后根据第一级滑动模态设计第二级滑模面.采用双幂次趋近律,使滑... 为实现多自由度柔性关节机械臂高精度定点控制和振动抑制,提出了一种改进的分级滑模控制算法.该算法借鉴分级滑模的思想,分别根据减速器输出角和关节角设计第一级滑模面,然后根据第一级滑动模态设计第二级滑模面.采用双幂次趋近律,使滑动模态无论是远离还是接近滑模面时都具有很快的趋近速度,而且控制力矩的抖振小,动态性能好.应用李雅普诺夫理论证明了所设计的控制器能够保证二级滑动模态有限时间有界稳定,进而一级滑动模态和系统状态也是有限时间有界稳定.数字仿真结果表明,所提控制算法与未改进之前相比,关节角的响应时间快1 s,并且提高了定点控制的精度,有效减小了抖振. 展开更多

关键词 多自由度 柔性关节机械臂 分级滑模 双幂次 振动削弱

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柔性关节机械臂的非线性控制策略研究 被引量：2

16

作者 王海 周璇 +1 位作者 夏小品 李晗 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第1期22-26,共5页

针对外部干扰情况下的柔性关节机械臂非线性动力学模型,提出一种基于反演设计思想的递阶控制策略。把电机的输出角度向量作为关节子系统的控制变量,设计虚拟电机角度向量实现关节轨迹跟踪,同时在反演正定函数中综合积分项消除轨迹跟踪... 针对外部干扰情况下的柔性关节机械臂非线性动力学模型,提出一种基于反演设计思想的递阶控制策略。把电机的输出角度向量作为关节子系统的控制变量,设计虚拟电机角度向量实现关节轨迹跟踪,同时在反演正定函数中综合积分项消除轨迹跟踪误差。计算实际的关节电机输出力矩,使电机输出角度跟踪虚拟控制量,通过设计自适应滑模变结构控制器消除系统不确定因素的影响。基于李雅普络夫稳定性理论证明系统的稳定性和轨迹跟踪误差的收敛性。 展开更多

关键词 柔性关节机械臂 反演控制 李雅普络夫法 轨迹跟踪控制

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基座弹性影响下空间站柔性关节机械臂的鲁棒自适应滑模控制及双重弹性振动主动抑制 被引量：9

17

作者 梁捷 陈力 +1 位作者 梁武林 秦开宇 《载人航天》 CSCD 2016年第6期788-796,共9页

讨论了基座存在弹性情况下,载体位置、姿态均不控的空间站柔性关节机械臂系统控制问题。利用拉格朗日方法结合动量守恒定律,建立了弹性基座空间站柔性关节机械臂系统动力学方程。以此为基础,依据级联控制法,将系统分解为弹性基座刚性臂... 讨论了基座存在弹性情况下,载体位置、姿态均不控的空间站柔性关节机械臂系统控制问题。利用拉格朗日方法结合动量守恒定律,建立了弹性基座空间站柔性关节机械臂系统动力学方程。以此为基础,依据级联控制法,将系统分解为弹性基座刚性臂子系统和关节柔性电机转子子系统。对于弹性基座刚性臂子系统,为了主动抑制弹性基座柔性振动,运用虚拟力的概念,构造同时反映柔性模态和刚性运动轨迹的混合期望轨迹,通过改造原有的控制方案,提出基于虚拟力概念的鲁棒自适应滑模控制器控制策略,由于运用了虚拟力的概念,从而仅通过设计一个控制输入便可同时保证刚性轨迹跟踪并对载体基座的弹性振动进行主动抑制,更适应于空间站柔性关节机械臂系统的实际应用。同时,针对系统参数未知的情况,利用级联控制方法能够有效地抑制柔性关节的振动。理论分析及仿真算例均表明了控制方法的可行性。 展开更多

关键词 空间站 柔性关节机械臂 弹性基座 动力学建模 鲁棒自适应滑模控制 弹性振动主动控制

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CMAC在三关节机械臂逆运动学求解中的应用研究 被引量：1

18

作者 戚景观 齐向东 王兴 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期203-207,共5页

传统的方法用于解决机械臂逆运动学问题不仅计算量大,而且还有不唯一解问题,很难用于机械臂的实时控制.系统地研究了CMAC神经网络在三关节机械臂逆运动学求解中的应用.简单介绍了CMAC网络,形象描述了三关节机械臂在二维平面的运动;接着... 传统的方法用于解决机械臂逆运动学问题不仅计算量大,而且还有不唯一解问题,很难用于机械臂的实时控制.系统地研究了CMAC神经网络在三关节机械臂逆运动学求解中的应用.简单介绍了CMAC网络,形象描述了三关节机械臂在二维平面的运动;接着,详细解释提出的三关节机械臂逆运动学问题解决方案,并且分析了基于2个CMAC网络的正、逆模型;最后,通过仿真得到验证:在求解逆运动学方面,CMAC网络学习算法比较简单,收敛速度快,且不存在局部极小问题. 展开更多

关键词 小脑神经网络 三关节机械臂 逆运动学 仿真

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考虑系统总和扰动的多关节机械臂反步有限时间滑模控制 被引量：2

19

作者 郭一军 徐建明 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期114-122,共9页

针对多关节机械臂轨迹跟踪控制中存在的模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素影响问题,设计了一种考虑系统总和扰动的反步有限时间滑模控制算法,用于实现多关节机械臂轨迹跟踪控制任务。首先,利用严格反馈形式描述多关节机械臂的... 针对多关节机械臂轨迹跟踪控制中存在的模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素影响问题,设计了一种考虑系统总和扰动的反步有限时间滑模控制算法,用于实现多关节机械臂轨迹跟踪控制任务。首先,利用严格反馈形式描述多关节机械臂的动力学模型,并将模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素看成系统的总和扰动,进而设计非线性扩张状态观测器对系统总和干扰加以估计,以提高系统的鲁棒性能;其次,在传统反步法设计的基础上结合有限时间滑模控制技术,完成系统反步有限时间滑模控制器的设计;最后,应用Lyapunov稳定性理论证明了多关节机械臂的位置矢量能够实现对期望位置矢量的有限时间稳定跟踪。仿真对比结果表明设计反步有限时间滑模控制算法的有效性。 展开更多

关键词 多关节机械臂 总和扰动 扩张状态观测器 反步有限时间滑模

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多关节移动机械臂系统的快速终端滑模控制 被引量：4

20

作者 彭伟 雷辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第10期79-84,共6页

为了实现多关节移动机械臂系统在机械摩擦和模型误差等干扰下的精确控制,提出了快速终端滑模控制方法。首先建立了移动机械臂系统动力学和运动学模型,然后设计了运动环控制律,并将移动机械臂系统的运动指令转换为动力指令,最后针对动力... 为了实现多关节移动机械臂系统在机械摩擦和模型误差等干扰下的精确控制,提出了快速终端滑模控制方法。首先建立了移动机械臂系统动力学和运动学模型,然后设计了运动环控制律,并将移动机械臂系统的运动指令转换为动力指令,最后针对动力环设计了快速终端滑模控制律,并通过自适应神经网络进行干扰估计,实现了对多关节移动机械臂系统的精确控制。仿真实验结果表明,提出的方法具有更好的快速性和准确性,移动平台的最大跟踪误差仅为0.8 cm,关节末端的最大跟踪误差仅为0.3 cm,干扰估计的最大误差为0.2 N·m,控制效果和精度均得到了明显的提升。 展开更多

关键词 多关节移动机械臂系统 机械摩擦 模型误差 快速终端滑模控制 干扰估计

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