柔性机械臂控制：前馈与模糊滑模结合策略

本文档深入探讨了2011年发表的一篇关于"一种前馈补偿和模糊滑模相结合的柔性机械臂控制"的工程技术论文。该研究针对柔性关节机器人控制系统中的关键挑战，如扰动力、摩擦力、参数变化和建模误差，提出了创新的控制策略。作者将扰动力分为确定性和不确定性两部分，同时区分了摩擦力的线性和非线性特性。他们设计的控制器结合了前馈补偿和模糊滑模控制技术，以实现对机器人自身结构相关量、确定性扰动及线性摩擦力的有效管理。 前馈补偿部分负责处理已知或可预测的扰动，如由机器人结构特性引起的力，通过精确计算力矩来抵消这部分影响。模糊滑模控制器则引入了模糊逻辑和滑模控制的优点，用于对抗不确定性因素，包括不可预测的外部扰动、非线性摩擦、参数变化以及模型不精确性。这种组合旨在提高系统的鲁棒性，确保在复杂动态环境中保持良好的位置跟踪性能。 通过在HIT（哈尔滨工业大学）的四自由度柔性机械臂上进行实验验证，研究者展示了这种控制器的实际效能。实验结果显示，该控制器展现出出色的位姿跟踪精度和优异的抗干扰能力，这对于提升柔性机械臂在工业自动化和精密操作中的稳定性和可靠性具有重要意义。 这篇论文的核心内容是开发了一种创新的控制策略，通过结合前馈补偿和模糊滑模控制，解决柔性机械臂在实际应用中遇到的复杂问题，为提高这类机器人的控制性能和稳定性提供了理论基础和技术支持。对于从事机器人技术、控制系统设计以及工程实践的读者来说，这是一篇值得深入研究的重要参考文献。