工业机器人和高端制造装备技术水平是衡量一个国家装备制造业水平的重要标志。在工业4.0和中国制造2025的推动下,我国对工业机器人和高端制造装备需求日益迫切,同时对其功能和控制性能也提出了更高的要求。混联机构综合了串联机构和并联机构的优点,已成为装备创新发展的重要方向。目前,对混联机构的高性能控制还存在一些难点,主要包括:多输入多输出、强耦合的非线性特性,建模误差、负载变化、摩擦力、未建模动态、外部干扰等上界未知的不确定性,以及与驱动电机控制电压不在同一通道的不匹配扰动。因此,本文以混联机构为研究对象,研究鲁棒滑模控制方法,以寻求混联机构的高性能控制策略,为该机构在汽车电泳涂装输送装备中的工程应用奠定理论基础。论文完成的主要工作如下:(1)提出一种结合非线性扰动观测器的鲁棒滑模控制方法。针对混联机构中存在的不确定性,设计滑模控制器,保证系统在不确定性影响下的跟踪性能;针对滑模控制中过大的切换增益会引起滑模控制抖振问题,设计无需不确定性缓慢变化限制的非线性扰动观测器估计系统中的不确定性并主动补偿,使滑模控制器只需选取较小的切换增益,在提高系统鲁棒性的同时,可消弱滑模控制抖振。仿真结果表明所提方法在轨迹跟踪精度、控制输入平滑性方面均优于无非线性扰动观测器的滑模控制方法。(2)提出一种无需不确定性上界信息的自适应全局鲁棒滑模控制方法。针对上述结合非线性扰动观测器的鲁棒滑模控制方法未考虑到达阶段的动态性能,设计了有限时间积分滑模控制器,以消除滑模控制的到达阶段,使混联机构系统在响应的全过程均具有鲁棒性;针对在实际应用中无法得到混联机构不确定性的准确上界信息,设计自适应规则动态调整滑模切换增益,以避免对不确定性上界信息的先验要求,并进一步消弱滑模控制抖振;针对滑模切换增益存在过度适应问题,引入非线性扰动观测器主动补偿混联机构中的不确定性,以提高系统的鲁棒性和跟踪性能。仿真结果表明,与结合非线性扰动观测器的鲁棒滑模控制方法对比,所提方法具有良好的跟踪性能。(3)提出一种抗不匹配扰动的鲁棒滑模控制方法。上述控制方法很好的解决了不确定混联机构匹配扰动的问题,但未考虑驱动电机动力学特性。考虑驱动电机动力学特性后增加了混联机构系统的阶次,系统的不确定性不满足匹配条件。针对混联机构中存在的不匹配扰动,采用Backstepping控制、滑模控制、扰动观测器、自适应控制相结合的复合控制策略,设计反演滑模控制器,在虚拟控制律设计中引入扰动观测器估计系统中的不匹配扰动并主动补偿,在此基础上设计自适应律动态调整切换增益,以进一步提高不确定混联机构系统的鲁棒性。基于Lyapunov稳定性定理,理论证明系统的稳定性,以及混联机构跟踪误差的渐进收敛。仿真结果表明所提方法在混联机构存在不匹配扰动时仍具有良好的跟踪性能。(4)基于汽车电泳涂装输送用混联机构样机系统分别对本文所提出的控制方法进行实验研究,实验结果表明:与结合非线性扰动观测器的鲁棒滑模控制方法和自适应全局鲁棒滑模控制方法相比,所提出的抗不匹配扰动的鲁棒滑模控制方法具有较优的综合性能。本文的研究工作为混联机构控制理论研究以及混联机构在汽车电泳涂装输送装备中的工程应用奠定了基础。