欠驱动机械臂滑模控制与实验研究

发布时间：2018-01-05 14:37

本文关键词：欠驱动机械臂滑模控制与实验研究　出处：《仪器仪表学报》2016年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对非线性、强耦合的欠驱动两杆机械臂Pendubot,提出了一种在倒立不稳定平衡点邻域内局部线性化的基于Hurwitz稳定判据的滑模控制方法。首先定义一个分别由主动臂和欠驱动臂的角位置、角速度跟踪误差的线性组合滑模面。通过Lyapunov稳定性分析保证了系统的所有状态能够到达滑模面并保持在滑模面上,根据滑模面条件,降低原系统的阶数,再令降阶系统满足Hurwitz稳定判据,从而原系统渐进稳定,其所有状态变量最终收敛于平衡点,同时得到滑模面参数。仿真和实验结果表明,所设计的控制方法易于实现,能够抵抗一定的外界干扰,对模型的参数摄动不敏感、鲁棒性强。
[Abstract]:For nonlinear and strongly coupled two-bar manipulator Pendubot. A sliding mode control method based on Hurwitz stability criterion is proposed, which is locally linearized in the neighborhood of the inverted unstable equilibrium point. Firstly, an angular position of the active arm and the underactuated arm is defined. The Lyapunov stability analysis ensures that all states of the system can reach the sliding mode surface and remain on the sliding mode surface, according to the sliding mode surface condition. The order of the original system is reduced, then the reduced system satisfies the Hurwitz stability criterion, so that the original system is asymptotically stable, and all the state variables of the original system converge to the equilibrium point. The simulation and experimental results show that the proposed control method is easy to implement, can resist some external interference, is insensitive to the parameter perturbation of the model, and has strong robustness.
【作者单位】：北京联合大学自动化学院;北京航天控制仪器研究所;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(61374048)项目资助
【分类号】：TP241
【正文快照】： 1引言近些年来,滑模控制方法在国内外各个领域得到了广泛的应用[1-5]。欠驱动旋臂式两杆倒立摆机械臂Pen-dubot作为一类典型的欠驱动机械系统,受到越来越多的学者和研究人员的关注。欠驱动机械系统指的是系统的独立控制输入个数小于系统自由度个数的非线性系统[6]。Pendubot是

【相似文献】