噪声与振动控制 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (4): 58-63.

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刚柔耦合机械臂的滑模预测振动控制研究

林冲王刚徐丽莎邓华   

  1. (中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410082)
  • 收稿日期:2021-07-23 修回日期:2021-09-17 出版日期:2022-08-18 发布日期:2022-08-18

  • Received:2021-07-23 Revised:2021-09-17 Online:2022-08-18 Published:2022-08-18

摘要: 针对刚柔耦合机械臂动力学模型的非线性、强耦合、时变问题,提出一种滑模预测控制方法可有效降低柔性臂的末端振动,同时提高末端轨迹跟踪性能和运动精度。首先采用输出重定义法得到柔性臂末端的观测量,将内动态子系统转换为零动态子系统,抑制柔性臂末端的振动;预测作为跟踪误差及其高阶导数组合的滑模面,将滑模面引入到预测控制的二次性能指标中,根据预测模型预估系统未来的输出,消除末端控制误差,并通过稳定性分析论证控制器的稳定性。最后通过仿真和实验验证该方法的有效性,证明其可提高刚柔耦合机械臂的运动精度。

关键词: 振动与波, 刚柔耦合, 滑模预测, 振动抑制, 运动精度