吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (3): 735-741.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201403025

• 论文 • 上一篇    下一篇

六自由度机械臂的非奇异快速终端滑模控制

胡立坤,马文光,赵鹏飞,卢子广   

  1. 广西大学 电气工程学院, 南宁 530004
  • 收稿日期:2012-12-07 出版日期:2014-03-01 发布日期:2014-03-01
  • 作者简介:胡立坤(1977),男,教授,博士.研究方向:非线性系统动力学及控制,可再生能源变换系统及应用.E-mail:hlk3email@163.com
  • 基金资助:
    广西自然科学基金项目(2012GXNSFBA053144);国家自然科学基金项目(51177018).

Non-singular fast terminal sliding mode control method for 6-DOF manipulator

HU Li-kun,MA Wen-guang,ZHAO Peng-fei,LU Zi-guang   

  1. College of Electrical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China
  • Received:2012-12-07 Online:2014-03-01 Published:2014-03-01

RICH HTML

0   

PDF (PC)

922

摘要： 首先对快速终端滑模控制方法应用到六自由度机械臂系统时存在的奇异问题进行了分析。然后提出了一种新的非奇异快速终端滑模控制方法,并基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。最后将非奇异快速终端滑模控制器应用于六自由度机械臂运动控制中,试验结果表明:非奇异快速终端滑模控制提高了六自由度机械臂位姿控制的稳定性、精确性、快速收敛性和鲁棒性。

关键词: 自动控制技术, 六自由度机器臂, 非奇异快速终端滑模控制, 李雅普诺夫理论

Abstract: First, the singularity problem is analyzed in the conventional fast terminal sliding mode controller when applied to six-axe harmonious motion control of the 6-DOF manipulator. Then, a non-singular fast terminal sliding mode controller is proposed, and the stability of the control system is proved using the Lyapunov theory. The non-singular fast terminal sliding mode controller is applied to six-axe harmonious motion control of the 6-DOF manipulator. The results illustrate that the non-singular fast terminal sliding mode method can improve the stability, accuracy, convergence speed and robustness of the position and orientation control of 6-DOF manipulator.

Key words: automatic control technology, 6-DOF manipulator, the non-singular fast terminal sliding mode control, Lyapunov theory

中图分类号: 

  • TP242.2
[1] 周其节,苏春翌. 变结构理论在机器人控制中的应用[J].机器人,1989,11(5):61-65.
Zhou Qi-jie, Su Chun-yi. The theory variable structure control for robotic control[J]. Robot,1989,11(5):61-65.
[2] 刘金琨, 孙富春. 滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J].控制理论与应用,2007,24(3):407-418.
Liu Jin-kun, Sun Fu-chun. Research and development on theory and algorithms of sliding mode control[J]. Control Theory & Applications,2007,24(3):407-418.
[3] Neila M B R,Tarak D.Adaptive terminal sliding mode control for rigid robotic manipulator[J].Inter-
national Journal of Automation and Computing,2011,8(2): 215-220.
[4] Pwwar S,Kar I N, Jha A N. Neuro sliding mode control of robotic manipulators[C]∥2004 IEEE Conference on Robotics, Automation and Mechatronics,2004: 595-600.
[5] Wai Rong-Jong, Lin Chih-Min, Hsu Chun-Fei. Adaptive fuzzy sliding-mode controlfor electrical servo drive[J]. Fuzzy Sets and Systems, 2004, 143(2):295-310.
[6] Tan Chee-pin, Yu Xing-huo, Man Zhi-hong. Terminal sliding mode observers for a class of nonlinear systems[J]. Automatica, 2010, 46(8):1401-1404.
[7] 林雷, 王洪瑞, 任华彬. 基于模糊变结构的机械臂控制[J]. 控制理论与应用, 2007, 24(4):643-645.
Lin Lei, Wang Hong-rui, Ren Hua-bin. Fuzzy-based variable structure control for robotic manipulators[J]. Control Theory & Applications,2007, 24(4):643-645.
[8] 薛力军, 胡松华, 梁斌, 等. 不确定性空间机器人自适应 Terminal滑模控制方法[J]. 吉林大学学报:工学版, 2010,40(3):800-805.
Xue Li-jun, Hu Song-hua,Liang Bin, et al. Adaptive terminal sliding mode control for uncertain space robot[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2010,40(3): 800-805.
[9] Feng Y, Yu X H, Man Z H. Non-singular terminal sliding mode control of rigid manipulators[J]. Automatica, 2002, 38(12): 2159-2167.
[10] 孙福春,朱纪洪,刘国栋,等. 机器人学导论——分析、系统及应用[M]. 北京:电子工业出版社,2004:108-122.
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[4] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[5] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[6] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[7] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[8] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[9] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[10] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[11] 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[12] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[13] 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[14] 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
[15] 许金凯, 王煜天, 张世忠. 驱动冗余重型并联机构的动力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1138-1143.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 朱剑峰, 林逸, 陈潇凯, 施国标. 汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 584 -589 .
[5] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[6] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[7] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[8] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[9] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[10] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发