滑模观测器耦合模糊补偿器的机械手控制研究

作     者：韩训梅 刘凯 张奔 

作者机构：三江学院机械与电气工程学院 河海大学机电工程学院 

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

年 卷 期：2024年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：教育部产学合作协同育人项目(项目号:201801086041) 三江学院校级教改项目(项目号:J20041) 

主　　题：高阶滑模观测器 模糊补偿器 机械手 控制 仿真 

摘      要：机械手具有结构化和非结构化的不确定性因素，这些不确定性因素导致机械手的性能降低。针对机械手的输出反馈跟踪控制问题，本文采用基于高阶滑模观测器和模糊补偿器的控制器实现机械手的有效控制。建立了机械手简化模型，构造了其运动学和动力学方程。引入了传统计算扭矩控制器，在此基础上用高阶滑模观测器从位置测量值重建速度和不确定性，用模糊补偿器补偿不确定性补偿误差，得到基于高阶滑模观测器和模糊补偿器的控制器。采用数学软件MATLAB对机械手系统进行仿真。同时，与传统计算扭矩控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示，采用基于高阶滑模观测器和模糊补偿器控制器的机械手的关节跟踪误差以及末端位置误差波动幅度减少50%左右，收敛速度更快，同时跟踪精度也提高了。采用基于高阶滑模观测器和模糊补偿器的控制器可以提高机械手的跟踪性能。