一种基于非奇异快速终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法技术

本发明专利技术涉及了一种非奇异快速终端滑模控制方法，所述机械臂轨迹跟踪方法包括一个三连杆机械臂动力学模型和一个基于所述三连杆机械臂动力学模型的动力学控制器，所述三连杆机械臂力学模型包括一个动力学方程。本发明专利技术涉及基于关节角度和角速度的测量信息，实现三自由度机械臂轨迹跟踪控制，使系统能够在有限时间收敛，并具有更快的响应速度，并通过设计饱和双幂次趋近律，降低控制输出的抖振现象。降低控制输出的抖振现象。降低控制输出的抖振现象。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非奇异快速终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法


[0001]本专利技术属于工业机器人控制领域，具体涉及一种基于非奇异快速终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法。

技术介绍

[0002]串联型多自由度机械臂由于具有较高的灵活性和环境适应性等优点，被广泛应用于制造业等多种领域中，发挥着日益重要的作用。随着应用范围的扩展、机械结构复杂性和任务性能要求的提升，对机械臂的运动控制提出了更高的要求，传统的位置伺服控制已不再适用。而结合动力学的运动控制系统不仅可以补偿单纯位置伺服控制的动态特性，还可以提高控制精度和系统稳定性。
[0003]由于机械臂在运动过程中存在内、外部扰动以及模型不确定性等多种因素的干扰，同时机械臂机械结构的强耦合性会带来关节力矩的控制耦合，这些因素都会增加控制器设计的难度。目前，很多控制方法存在控制输出不稳定、系统抖振以及系统误差无法在有限时间内完全收敛等问题，使跟踪精度和控制系统稳定性仍有很大的提升空间。
[0004]现有的轨迹跟踪控制方法有PID控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制以及滑模控制等方法。以上方法在应用中各有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非奇异快速终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法，其特征是：所述机械臂轨迹跟踪方法包括一个三连杆机械臂动力学模型和一个基于所述三连杆机械臂动力学模型的动力学控制器，所述三连杆机械臂力学模型包括一个动力学方程，所述动力学控制器通过输出力矩实现对系统的控制，三连杆机械臂力学模型系统模型的状态空间表达式为：x表示具有6个分量的状态函数向量，方程左侧表示x的导数，f(x)表示具有3个分量的向量控制函数，g(x)表示具有两个分量的系统饱和双幂次趋近律。2.根据权利要求1所述的基于非奇异快速终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法，其特征是：所述动力学方程为：其中，q＝[q1,q2,q3]
T
为关节角度向量，τ＝[τ1,τ2,τ3]
T
为力矩向量，M(q)∈R3×3是惯性矩阵，是科氏力和离心力矩阵，R为实空间。3.根据权利要求1或2所述的基于非奇异快速终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法，其特征是：所述动力学控制器的输出力矩u
i
包含稳态控制律τ
ist

【专利技术属性】
技术研发人员：祖丽楠，鞠云鹏，张明月，刘聪，王巧妹，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：