刚性机械手无抖振快速终端滑模鲁棒控制

“用于刚性机械手的无抖振快速终端滑模控制” 本文主要探讨了一种针对刚性机械手的无抖振快速终端滑模控制策略，旨在解决机械手在运动过程中的精度问题和抖振现象。快速终端滑模控制是一种结合了终端滑模和线性滑模控制理论的方法，其目标是在有限的时间内使系统迅速且稳定地达到期望的平衡点，同时最小化稳态误差。 首先，作者介绍了快速终端滑模控制的基本原理，它通过引入特定的控制律来实现对系统的快速响应。这种控制方法能够确保系统在经过一个短暂的过渡阶段后，迅速收敛到目标状态，减少了传统滑模控制中常见的抖振问题。为了消除抖振，作者运用优化技术推导出系统跟踪精度与用于抑制抖振的饱和函数宽度之间的数学关系。这使得控制器的设计更加精细化，能够在保证跟踪精度的同时，有效抑制由于滑模切换引起的机械手振动。 接下来，论文考虑了机械手系统参数的不确定性。利用参数化模型，作者将参数的不确定性从系统模型中分离出来，这样可以更准确地分析和处理这些不确定性。针对每个参数的不确定范围，设计了鲁棒控制器，以确保控制器在面对参数变化时仍能保持良好的性能。 在实际应用中，机械手的轨迹跟踪是关键任务之一。本文的控制策略着重于提高机械手的轨迹跟踪能力，通过变结构控制技术调整控制信号，使机械手能够精确地按照预定轨迹运动。有限时间控制的概念在此也得到了体现，即控制算法能够在预定的时间内使系统稳定下来，这对于实时性和效率要求高的应用至关重要。 最后，通过数值仿真验证了所提出的控制方法的有效性。仿真结果表明，该无抖振快速终端滑模控制器能够显著改善刚性机械手的动态性能，提高轨迹跟踪精度，同时有效地抑制了抖振现象，从而证实了该方法在实际机械手控制中的实用价值。 关键词：轨迹跟踪、变结构控制、有限时间控制 这篇论文提供了一种创新的控制策略，为刚性机械手的高精度、低抖振控制提供了理论基础和实践指导，对于提升工业自动化领域的控制技术水平具有重要意义。