关节机器人的小抖振滑模轨迹跟踪控制

发布时间：2024-02-27 21:54

　　随着机器人技术的快速发展,人们对其运动轨迹的精确控制有了更高的要求。由于滑模控制具有较强的鲁棒性、无需精确建模等突出优点成为机器人控制的首选方法。然而滑模控制中存在的抖振问题却一直困扰着人们。本文针对关节机器人轨迹跟踪滑模控制中的抖振问题进行了一些有益的尝试。首先对传统的滑模控制方法进行分析,在此基础将滑模控制律中期望轨迹的位置、速度与加速度上界替换为其实际值,形成了一种不确定性的新上界,提出了一种关节机器人小抖振滑模轨迹跟踪控制方法。该控制方法可以有效减弱系统的抖振。为了缩短上述的小抖振滑模轨迹跟踪控制方法的暂态时间,结合一种新型的趋近律函数,提出了关节机器人快速小抖振滑模控制方法。该控制方法可以在减弱抖振的前提下,大大提高系统的动态性能。最后利用遗传算法,对关节机器人快速小抖振连续滑模控制方法中的控制参数进行整定,进一步地提高了系统的性能。应用Lyapunov直接法从理论上对上述控制方法进行了闭环系统稳定性分析,获得了确保闭环系统的全局渐近稳定性的条件,并针对一个二自由度关节机器人系统,利用Matlab软件对上述控制方法进行模拟仿真,验证了其有效性与优越性。

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.2传统滑模控制的位置跟踪轨迹

西安电子科技大学硕士学位论文26图3.2传统滑模控制的位置跟踪轨迹图3.3传统滑模控制的位置跟踪误差

图3.3传统滑模控制的位置跟踪误差

26图3.2传统滑模控制的位置跟踪轨迹图3.3传统滑模控制的位置跟踪误差

图3.4传统滑模控制的控制力矩

图3.4传统滑模控制的控制力矩图3.2为传统滑模控制方法下二自由度关节机器人的位置跟踪轨迹，图3.3为滑模控制方法下二自由度关节机器人的轨迹跟踪误差，图3.4为传统滑模控制方二自由度关节机器人的控制力矩。对图3.2与图3.3进行分析可以发现，在此传统滑模控制....

图4.1小抖振滑模控制的位置跟踪轨迹

利用Matlab软件中的Simulink模块画出如图3.1所示的系统仿真结构图。将采样周期设置为1ms，仿真时长设置为10s，运行仿真程序，得出仿真结果如下图所示。图4.1小抖振滑模控制的位置跟踪轨迹

本文编号：3913022