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题名轮式工业机器人自适应终端滑模轨迹跟踪控制
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作者
陈飞
刘婷婷
毛自民
宋家友
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机构
商丘职业技术学院基础部
郑州西亚斯学院计算机与软件工程学院
河南省智能制造数字孪生工程研究中心
郑州大学信息工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2025年第11期153-160,共8页
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基金
河南省高等学校重点科研项目(24B520030)。
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文摘
为了提高轮式工业机器人运动轨迹的跟踪精度,设计了轮式工业机器人自适应终端滑模轨迹跟踪控制律。首先针对轮式工业机器人系统中存在的机械摩擦、侧滑和不稳定气流等扰动因素,建立了纵向和横向动力学模型;然后设计了自适应扰动观测器,来准确估计系统中的扰动大小;最后利用纵向和横向轨迹跟踪误差以及横摆角跟踪误差分别设计了自适应终端滑模轨迹跟踪控制律,实现了轮式工业机器人运动轨迹的高精度跟踪。仿真结果表明,设计自适应扰动观测器能够准确估计出系统中的扰动,纵向、横向和横摆角的最大估计误差分别为0.02m/s2、0.06m/s2和0.008(°)/s2,设计的自适应终端滑模轨迹跟踪控制律可以克服系统内的扰动影响,在纵向和横向的最大跟踪误差分别仅为0.06m和0.08m,具有更强的鲁棒性和更高的控制精度。测试结果表明,在提出的控制方法作用下,轮式工业机器人运行轨迹的平均误差和最大误差分别为0.04m和0.11m,表现出了更优的工程实用性。
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关键词
轮式工业机器人
动力学模型
自适应扰动观测器
终端滑模控制律
轨迹跟踪
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Keywords
Wheeled Industrial Robots
Dynamic Model
Adaptive Disturbance Observer
Terminal Sliding Mode Control Law
Trajectory Tracking
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
O317
[理学—一般力学与力学基础]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名轮式移动工业机器人非奇异终端滑模轨迹跟踪控制
被引量：1
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作者
靳俊霞
王彩玲
于峰
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机构
开封文化艺术职业学院计算机学院
河南警察学院网络安全系
郑州西亚斯学院堪萨斯学院
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出处
《现代制造工程》
CSCD
北大核心
2024年第12期61-68,共8页
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基金
河南省科技攻关项目(242102210088)。
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文摘
针对轮式移动工业机器人内、外扰动带来的不确定性对轨迹跟踪精度的影响,提出了一种非奇异终端滑模轨迹跟踪控制方法。首先建立了轮式移动工业机器人的动力学模型和轨迹跟踪误差模型;然后设计了扩张状态观测器来估计系统中的不确定性,并设计了非奇异终端滑模控制律,通过对不确定性实时补偿,来抑制内、外扰动对控制系统的影响,实现了轮式移动工业机器人运动轨迹的高精度控制;最后利用Lyapunov理论进行了稳定性分析。仿真结果表明,设计扩张状态观测器能够准确估计出系统中的不确定性,估计的速度和角速度最大误差分别仅为0.02 m/s和0.03 rad/s,设计的非奇异终端滑模控制律与扩展卡尔曼控制方法和积分滑模面控制方法相比,具有更高的跟踪精度和更强的鲁棒性,轨迹跟踪的最大误差仅为0.04 m。测试结果验证了提出的控制方法符合设计预期,轨迹跟踪的最大误差仅为0.07 m,能够确保轮式移动工业机器人更加准确地跟踪期望轨迹。
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关键词
轮式移动工业机器人
轨迹跟踪
内外扰动
模型误差
扩张状态观测器
非奇异终端滑模
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Keywords
wheeled mobile industrial robot
trajectory tracking
internal and external disturbances
model error
expansion state observer
non-singular terminal sliding mode
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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