基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制

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作   者：

徐河振;  于潇雁;  张宇涵;  陈力; 

作者机构：

福州大学机械工程及自动化学院; 

关键词：

滑模变结构控制;  低通滤波器;  时延估计;  关节柔性补偿;  柔性关节空间机器人; 

期刊名称：

国防科技大学学报

i s s n：

1001-2486

年卷期：

2024 年 46 卷 004 期

页   码：

142-149

摘   要：

为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题，采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度，引入关节柔性补偿的方法；即根据奇异摄动理论，将柔性关节空间机器人系统分解为慢变系统和快变系统。在此基础上，针对慢变系统设计以时延估计为主框架的滑模控制方法，同时与低通滤波器相结合消除滑模控制带来的系统抖振问题；针对快变系统设计线性速度差值反馈控制系统，抑制柔性关节给系统带来的柔性振动问题。通过仿真验证空间机械臂能够在有限时间内快速、稳定地跟踪上期望轨迹，证实该控制方案具有较好的鲁棒性和可靠性。