干扰观测器与滑模控制结合的机械臂跟踪控制
2022-01-13周名侦廖志青
机械设计与制造 2021年12期
周名侦,廖志青
(1.广东交通职业技术学院,广东 广州 510800;2.华南理工大学广州学院,广东 广州 510800)
1 引言
当前机械臂越来越多地应用于高精密产品装配、手术治疗等方面,对机械臂末端定位和减小抖振提出了更高要求,但是由于设计公差、参数变化、建模误差和外部扰动等原因使机械臂精确控制成为一个难点,具有重要的研究价值。总得来讲,机械臂轨迹跟踪控制方法可以分为PID控制、鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制等。PID控制具有不依赖机械臂模型的优点,但是PID控制的启动力矩过大,容易损伤机械臂,系统稳定后运动品质较差[1]。
鲁棒控制对外部扰动、参数变化等有很好的控制效果,文献[2]将自适应算法与鲁棒控制相结合,有效减小了系统可变化参数对控制效果的影响;模糊控制主要依赖专家经验设计模糊控制器,最大的优点是无需建立控制对象的数学模型,缺点是调节参数多、工作过程繁琐,模糊逻辑要求专家经验[3]。
神经网络控制具有学习能力、容错能力和鲁棒性,在机械臂控制中应用较多,缺点是需要大量的训练和学习样本[4],文献[5]使用神经网络逼近系统模型,使用鲁棒控制削弱逼近误差和外界干扰,取得了较好的控制效果。
研究机械臂轨迹跟踪控制问题,对于系统存在的内部或外部扰动,设计了干扰观测器和非线性滑模控制相结合的轨迹跟踪方法,旨在提高机械臂轨迹跟踪的精度和速度。
