柔性铰空间站机械臂的鲁棒自适应滑模控制方法

摘要

本发明公开了柔性铰空间站机械臂鲁棒自适应滑模控制方法。本发明首先由拉格朗日第二类方法并结合系统动量、动量矩守恒关系，分析、建立了柔性铰空间站机械臂系统载体位置、姿态均不受控的系统动力学模型；而后，针对空间站机械臂实际应用中各关节铰具有较强柔性的实际情况，引入了关节柔性补偿控制器并结合奇异摄动理论的双时间刻度分解，导出了适用于控制系统设计的奇异摄动数学模型。进而，利用该模型，将柔性铰空间站机械臂系统分解成两个独立的快慢变子系统，针对慢变子系统设计鲁棒自适应滑模控制，针对快变子系统设计了力矩微分反馈控制器。以达到既消除柔性铰柔性给空间站机械臂的定位精度、稳定性带来的负面影响又能够有效地克服传统滑模控制的抖振问题的控制目标。