漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制

摘要

本文讨论了载体姿态受控、位置不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题。利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性系统动力学模型。以此为基础,对双臂空间机器人载体姿态与机械臂末端抓手惯性空间轨迹协调运动的控制问题作了研究。考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构控制理论,设计了双臂空间机器人姿态、末端抓手协调运动的滑模变结构控制方案；为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点，附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的大小,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振.系统数值仿真,证明了上述控制方案良好的控制效果。