机械臂力/位跟踪的无源自抗扰控制器设计

作     者：杨崇英 王金锋 YANG Chong-ying;WANG Jin-feng

作者机构：河南省工业学校机电工程系河南郑州450011 上海海洋大学上海201306 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年第399卷第5期

页      面：146-150页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家“十三五”重点研发项目(2016YFD0400303) 

主　　题：全方位移动机械臂 力/位跟踪 无源控制 自抗扰控制 扩展状态观测器 

摘      要：为了提高全方位移动机械臂的力/位跟踪控制精度,设计了无源自抗扰控制器。介绍了全方位移动机械臂工作原理,基于拉格朗日方程建立了移动机械臂系统的动力学方程。根据严格无源系统定义,证明了全方位移动机械臂系统的无源特性。以自抗扰控制为基础,通过定义新变量对扩展状态观测器进行改进;针对机械臂系统的无源特性,设计了无源自抗扰控制器。在扰动工况下进行仿真验证,改进扩展状态观测器的扰动估计误差远小于传统扩展状态观测器,且估计速度快于传统扩展状态观测器;无源自抗扰控制器的跟踪累计绝对误差远小于传统自抗扰控制,说明无源自抗扰控制的控制精度高于传统自抗扰控制。仿真结果证明了无源自抗扰控制在全方位移动机械臂控制中的高精度和优越性。