基于奇异摄动的柔性关节机械臂终端滑模控制

摘要

针对外部扰动力矩影响下的柔性关节机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于奇异摄动的终端滑模控制方法。首先,建立了单连杆柔性关节机械臂数学模型;其次,为了避免求取连杆角位移高阶导数,利用奇异摄动法将原四阶系统降阶得到二阶准稳态系统;接着,对准稳态系统设计了一种基于改进趋近律的自适应非奇异快速终端滑模控制器并证明了系统稳定性;最后,对整个控制系统进行了数值仿真分析,结果表明所设计的控制系统可以有效实现单连杆柔性关节机械臂对参考轨迹的跟踪,并且相比PID和传统奇异摄动滑模控制方法具有更良好的性能。