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题名机械臂角度/角速度收敛性能预设的固定时间控制
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作者
殷春武
徐琳
刘国浩
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机构
西安建筑科技大学信息与控制工程学院
陆军装备部驻西安地区军事代表局驻焦作地区军事代表室
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出处
《探测与控制学报》
北大核心
2025年第2期119-126,共8页
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基金
陕西省教育厅专项科研计划项目(20JK0728)
国家自然科学基金青年科学基金项目(61803293)。
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文摘
针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先,构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量,并基于该比值变量构建Lyapunov函数,避免非线性约束向无约束变量的转换,简化控制器结构;其次,设计自适应律在线估计系统的不确定项,给出一种固定时间收敛的控制器,使得角度/角速度跟踪误差按照预先设定的性能函数收敛,在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度和瞬态性能;然后,Lyapunov理论证明了闭环系统的跟踪误差在固定时间内收敛,且固定收敛时间上界与初始状态无关,并给出预估角度/角速度和控制输入上界的计算方法;最后,数值仿真验证二自由度机械臂轨迹跟踪控制问题。结果表明,所提出的控制器可保证机械臂的角度/角速度跟踪误差按照预设性能函数约束,在固定时间内收敛,具有良好的瞬态性能和跟踪精度。
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关键词
机械臂
预设性能函数
固定时间控制
反演控制
自适应控制
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Keywords
manipulators
prescribed performance function
fixed time control
backstepping control
adaptive control
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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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