空间机械臂的滑模控制方法

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tim826
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随着科学的不断发展和人类的需要,机器人技术已经向遥远的太空发展。由于太空环境非常复杂而危险,人类很难完成预期的任务,例如太空微重力、高真空、强辐射和微小行星体的存在,于是空间机器人以其独特的优势出现在太空中,代替人类完成困难的任务。近年来空间机器人技术越来越受到世界各国科学家的高度重视。   空间机械臂在实际的工作中,系统存在着很多不确定性因素,基于系统动力学的控制方法,如协调控制、计算力矩控制等方法的控制效果差,甚至不稳定,本文针对姿态受控的不确定性空间机械臂在关节空间的轨迹跟踪问题,设计了两种滑模控制方法:   第一种,以Terminal滑模控制方法为基础,利用神经网络能够学习系统的不确定性和干扰的上界,研究新方法,并且用饱和函数来代替符号函数降低系统的抖振问题,能使系统跟踪误差在有限时间内收敛为零。进一步改进方法,利用两个RBF神经网络分别逼近系统的非线性函数和不确定性上界,完全无需计算复杂的动力学模型,能够在系统存在不确定性和外部干扰的情况下实现对基座姿态和机械臂关节的综合控制。   第二种,第一种方法实际中无法准确确定饱和函数中的边层厚度,为了解决这一问题,将反演方法与滑模控制方法相结合,研究一种反演终端滑模控制方法,该方法有效地消除不确定性对系统的影响,达到系统轨迹的稳定跟踪。
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