单杆柔性机械臂的轨迹跟踪与末端弹性振动复合控制

摘要：

针对单杆柔性机械臂末端轨迹跟踪和弹性振动抑制的问题,提出了一种基于奇异摄动法的复合控制方法.采用假设模态法和LaFange方程推导出柔性臂的动力学模型.基于奇异摄动法将柔性臂的刚柔耦合动力学方程分解成慢变(刚性)和快变(弹性)两个子系统.慢变子系统控制器选择滑模控制和PID控制相结合的方法以抑制控制输入引起的抖振,快变子系统则选择LQR最优控制方法以实现简单的线性状态反馈控制律.数值仿真表明:该方法不仅能实现柔性臂的轨迹跟踪,而且有效地抑制了柔性臂运动过程中的弹性振动.并且,采用滑模控制和PID控制相结合的方法设计的慢变子系统控制,能减少普通滑模控制中的输入抖振,具有更好的控制效果.

关键词：柔性臂、奇异摄动、滑模控制、PID、最优控制

所属期刊栏目：45

分类号：TH113.1;TP13

资助基金：江苏省科技项目BK20150186;江苏高校优势学科建设工程资助项目

在线出版日期：2018-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：21-25,55