基于固定时间快速终端滑模和比例积分的机械臂控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于固定时间快速终端滑模和比例积分的机械臂控制方法，1、建立多关节的机械臂系统动力学模型；2、根据建立的模型以及机械臂系统的各关节角位移预定轨迹，建立机械臂系统的各关节角位移跟踪误差；3、根据建立的模型以及机械臂系统的各关节角位移跟踪误差，建立机械臂系统的各关节的固定时间快速终端滑模面；4、根据建立的机械臂系统的各关节的固定时间快速终端滑模面，设置固定时间快速终端滑模面的滑模组成项参数；5、根据建立的机械臂系统的各关节的固定时间快速终端滑模面和多关节的机械臂系统动力学模型，建立基于固定时间快速终端滑模和比例积分的机械臂控制器；6、将所建立的基于固定时间快速终端滑模和比例积分的机械臂控制器，输入到步骤1建立的模型中，即实现机械臂系统状态值更快速地收敛，同时能够调整参数控制收敛时间，使得收敛时间与系统初始状态值无关。本发明专利技术克服了在机械臂轨迹跟踪过程出现的奇异性问题，系统收敛时间可根据实际情况调整参数设置，使得收敛时间与系统初始状态无关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械臂控制，尤其涉及一种基于固定时间快速终端滑模和比例积分的机械臂控制方法。

技术介绍

1、机械臂在医疗手术和介入程序中，高精度且快速的轨迹跟踪可以确保机械臂执行更精确的微创手术，从而降低患者的创伤风险，提高手术成功率。收敛速度更快、稳态误差更小的机械臂轨迹跟踪控制方法因此成为机械臂在服务领域大力应用的前提。

2、现有的机械臂轨迹跟踪控制方法中，模糊控制对系统参数的依赖性较强，在系统参数不确定性较大的情况下，容易出现跟踪误差大、稳定性差等问题。传统的滑模变结构控制方法具有较好的鲁棒性，但系统状态可能发生奇异点，导致控制器失效。同时，传统的比例-积分-微分控制方法的精度较低，在系统参数不确定或外界干扰存在的情况下，容易导致控制误差积累，影响轨迹跟踪精度。

3、终端滑模为解决机械臂轨迹跟踪存在稳态误差以及收敛速度慢等问题提出新的解决方案，可以实现有限时间将误差收敛至零并具有较好的鲁棒性。但在控制过程中可能会存在奇异性问题以及收敛时间与系统初始状态有关。

技术实现思路</p>

1、为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于固定时间快速终端滑模和比例积分的机械臂控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种基于固定时间快速终端滑模和比例积分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛霜思，郭子航，曹晖，谭浚楷，李欢，郑晓东，闫大鹏，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：