单杆柔性臂动态滑模-最优混合控制方法

"基于动态切换函数的单杆柔性臂动态滑模-最优混合控制" 这篇论文探讨了单连杆柔性臂的点对点定位问题，并提出了一种创新的混合控制策略，结合了动态滑模控制和最优控制。在解决此类问题时，动态滑模控制与最优控制的结合能够有效提升系统的性能。 首先，论文利用奇异摄动理论将单连杆柔性臂系统分解为两个子系统：慢变子系统和快变子系统。这种分解有助于简化复杂系统的控制设计。慢变子系统反映了系统的主要动态行为，而快变子系统则包含了系统的高频振动成分。 对于慢变子系统，论文采用基于动态切换函数的动态滑模控制。动态滑模控制是一种非线性控制策略，它通过动态调整控制器参数来适应系统状态的变化，从而消除控制输入的抖振问题。动态切换函数在此过程中起到关键作用，它能够考虑到执行机构的动态特性，使得控制更加精确且无抖振。 快变子系统经过适当的数学变换后，转化为线性系统。对于这类系统，论文采用了最优控制，这是一种能够最小化某种性能指标（如能量消耗或达到目标位置的时间）的控制方法。最优控制在这里能够快速有效地抑制系统的振动，提高定位精度。 数值仿真结果显示，这种混合控制方法显著降低了传统滑模控制的抖振现象，同时确保了柔性臂的精确定位和有效振动抑制。这表明该方法在实际应用中具有很高的潜力，能够改善柔性臂在高精度任务中的性能。 关键词：柔性臂、奇异摄动、动态滑模控制、最优控制。这些关键词概括了论文的核心内容和技术手段，它们是控制理论在解决实际工程问题中的关键工具。 这篇论文为单连杆柔性臂的控制提供了一种新的解决方案，结合了动态滑模控制的鲁棒性和最优控制的效率，为未来机器人技术在高精度操作领域的应用提供了理论支持。