直线驱动Delta机器人准滑模控制：稳定性提升与轨迹跟踪优化

本文主要探讨了直线驱动型Delta机器人（Linear Delta Robot）的准滑模控制策略，这是一种在复杂空间多链结构中实现高精度控制的技术。Delta机器人因其特有的并联结构，其运动过程伴随着参数变化和动态干扰，这使得传统的控制方法在确保稳定性与轨迹跟踪性能方面面临挑战。 作者于今和胡博来自重庆大学机械工程学院及机械传动国家重点实验室，他们针对这一问题，首先通过闭环矢量方程推导出直线驱动型Delta机器人的精确运动学逆解。逆运动学是机器人控制中的关键环节，它能够将目标位置转换为关节角度，这对于设计有效的控制算法至关重要。 作者创新性地提出了基于双曲正切函数的准滑模控制策略。准滑模控制是一种特殊的非线性控制技术，它能够在系统受到扰动时迅速调整，以减小高频抖振，提高系统的鲁棒性和控制精度。本文通过应用李雅普诺夫稳定性理论，证明了所提出的控制策略能够确保系统的稳定性，这对于机器人运动的长期稳定运行至关重要。 通过MATLAB软件进行仿真，结果显示，这种准滑模控制策略不仅显著降低了常规滑模控制中的高频振动，而且在轨迹跟踪性能上表现出色。轨迹跟踪是衡量机器人运动控制质量的重要指标，一个好的控制器应该能准确地跟随预设的运动路径。 文章的关键点包括机械电子工程、直线驱动型Delta机器人、逆运动学、准滑模控制以及轨迹跟踪。这些研究对于提升直线驱动型Delta机器人在工业自动化、精密制造等领域的应用有着重要意义，有助于推动机器人技术的发展和优化。 本文的成果为解决直线驱动型Delta机器人在实际应用中遇到的动态控制问题提供了一种有效的方法，对于提高这类机器人的控制性能和稳定性具有重要的理论价值和实践指导意义。