球面2自由度机器人滑模变结构控制：模型、算法与仿真优化

本文主要探讨了"球面2自由度5杆机器人的滑模变结构控制"这一主题，发表于2011年11月的《四川大学学报(工程科学版)》第43卷第6期。球面2自由度机器人因其广泛的应用，如机械数字化仪、微操作装置、灵捷眼以及人体关节修复装置等，成为了研究热点。作者徐雪梅和张均富基于对该类机器人运动学和动力学模型的深入研究，提出了针对这类系统的滑模变结构控制策略。 滑模变结构控制是一种先进的控制技术，它通过引入指数趋近律来决定附加补偿力矩，以实现对球面2自由度机器人的精确控制。这种控制方法强调了外力、质量、转动惯量以及滑模控制参数对机器人控制精度和系统稳定性的重要影响。作者详细分析了这些因素如何影响机器人运动性能，确保了控制方法的有效性。 通过控制仿真实验，研究者验证了提出的控制策略能够有效地防止机器人系统的振荡，同时保持系统的稳定性、鲁棒性，从而提高了系统的运动精度。这意味着在实际应用中，只要合理选择参数，就能确保机器人在复杂环境下的稳定运行和高效操作。 本文的研究对于设计和优化球面2自由度机器人的控制系统具有重要的理论价值和实践意义，对于提高这类机器人在精密工程、医疗设备以及其他高精度领域中的性能具有指导作用。对于工程师和研究人员来说，理解和掌握滑模变结构控制技术对于提升未来机器人技术的发展具有关键性的推动作用。