沈显庆, 郑俊翔, 唐 巍, 王明杰, 刘继红

(1.黑龙江科技大学 电气与控制工程学院， 哈尔滨 150022； 2.黑龙江科技大学 哈尔滨煤矿机械研究所，哈尔滨 150036；3.哈尔滨工业大学 自动化测试与控制研究所， 哈尔滨 150001)

工作空间机器人末端轨迹的滑模控制

沈显庆1, 郑俊翔1, 唐 巍1, 王明杰2, 刘继红3

(1.黑龙江科技大学 电气与控制工程学院， 哈尔滨 150022； 2.黑龙江科技大学 哈尔滨煤矿机械研究所，哈尔滨 150036；3.哈尔滨工业大学 自动化测试与控制研究所， 哈尔滨 150001)

为了提高工业机器人轨迹跟踪性能，针对传统控制器存在的启动输出转矩大、误差收敛速度慢和抖振等问题，提出了一种应用于机器人工作空间的基于改进型双幂次指数趋近律的滑模控制律设计方法。在工作空间位置坐标的动力学方程基础上，通过改进指数趋近律的方法，将基于饱和函数的双幂次指数趋近律运用在终端滑模控制器设计中，实现了对工作空间下末端轨迹的直接控制，在Simulink环境下对比分析了两种趋近律设计滑模控制律的控制效果。结果表明：基于该方法所设计的控制器具有良好的鲁棒性和控制精确度，同时有效地削弱了抖振。

机器人； 滑模控制； 趋近律； 轨迹跟踪

0 引 言

当前，工业机器人前沿技术和产业发展迅速，在生产中应用日趋广泛，已成为现代设备制造业中重要的自动化装备。机器人高级控制策略和智能控制成为近年来控制科学领域探索研究的前沿课题。滑模变结构控制由于快速性好、计算量小、无超调、实时性强，能对系统进行精确地轨迹跟踪控制，成为近年来机器人高级控制研究的热点，它能有效解决传统控制器存在启动输出转矩大、误差收敛速度慢等问题，然而抖振问题仍是在实际应用中的障碍。……