仿人机器人非奇异滑模控制：轨迹跟踪与抖振抑制

本文主要探讨了仿人机器人在工业和矿山安全作业中的重要性，以及提升机器人稳定性控制技术对于减少操作失误风险的关键作用。针对存在不确定性干扰的仿人机器人系统，研究者采用了非奇异终端滑模控制方法来设计全局有限时间跟踪控制器。首先，通过拉格朗日法构建了一个5连杆仿人机器人的动力学模型，这是基础，因为动力学模型是理解机器人运动和控制的基础。 作者采用非奇异终端滑模控制技术，这是一种特殊的控制策略，它能够在系统接近目标时，通过设计的滑模面快速引导系统达到稳定状态，确保机器人能够精确地跟踪预设的轨迹。然而，这种控制策略的非连续性可能导致系统出现抖振现象，这会影响机器人的稳定性和精度。 为了解决这一问题，研究者提出了利用修正的饱和函数替代控制律中的符号函数。饱和函数是一种常见的非线性控制工具，它能够限制控制输入的范围，从而有效地抑制抖振，提高系统的动态性能。通过这种方式，控制律变得更为平滑，减少了系统的不稳定性。 最后，通过仿真算例验证了这种方法的有效性。仿真结果展示了改进后的滑模控制器在消除抖振的同时，提高了仿人机器人在具有不确定干扰情况下的轨迹跟踪能力，确保了机器人在实际应用中的稳定性和可靠性。 总结来说，本研究在仿人机器人控制领域的关键技术——滑模控制上进行了深入探索，特别是在处理非连续性问题和抖振方面取得了一定的突破，这对于提高仿人机器人的工作效率和安全性具有重要意义。通过将滑模控制与修正的饱和函数相结合，研究人员为解决仿人机器人控制中的挑战提供了一种实用且有效的解决方案。