广西大学学报(自然科学版)

2021, v.46;No.181(03) 642-650

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基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制方法
Nonsingular fast terminal sliding mode control method based ondisturbance observer

陈继清;赵超阳;刘旭;蔡敢为;黄春林;

摘要(Abstract):

针对多关节机械臂难以实现对目标轨迹的高精度跟踪控制的问题,提出了一种基于非线性干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。首先,结合了传统的快速终端滑模控制和非奇异终端滑模控制,不仅可以使跟踪误差在有限时间快速收敛至零且对机械臂建模误差和外界干扰具有强鲁棒性。其次,针对控制输入抖振严重的问题,通过引入非线性干扰观测器技术和饱和函数方法,从而降低了抖振。最后,以三自由度机械臂为研究对象在Matlab/Simulink环境下进行了对比仿真实验,结果表明,相比于现有的线性滑膜和非奇异快速终端滑模控制方案,在存在建模误差、外界干扰和关节摩擦等不确定性的情况下,所设计的控制方法不仅解决了控制输入抖振较大的问题且实现了各关节对期望轨迹的高精度快速跟踪,从而验证了所提出的基于非线性干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制方法的有效性和可行性。

关键词(KeyWords): 终端滑模控制;轨迹跟踪控制;机械臂;干扰观测器;饱和函数

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金资助项目(61703116,51765005);; 广西科技重大专项资助(桂科AA19254021);; 广西科技基地和人才专项(桂科AD19110034)

作者(Author): 陈继清;赵超阳;刘旭;蔡敢为;黄春林;

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DOI: 10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2021.0642

参考文献(References):

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