基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制

为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题,采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度,引入关节柔性补偿的方法;即根据奇异摄动理论,将柔性关节空间机器人系统分解为慢变系统和快变系统。在此基础上,针对慢变系统设计以时延估计为主框架的滑模控制方法,同时与低通滤波器相结合消除滑模控制带来的系统抖振问题;针对快变系统设计线性速度差值反馈控制系统,抑制柔性关节给系统带来的柔性振动问题。通过仿真验证空间机械臂能够在有限时间内快速、稳定地跟踪上期望轨迹,证实该控制方案具有较好的鲁棒性和可靠性。

漂浮基空间机器人关节轨迹跟踪的时延估计控制

针对漂浮基空间机器人系统出现的载体姿态及位置不受控问题,提出了一种基于时延估计的跟踪控制方法。该控制方法采取时延估计为主体框架,对不确定参数及动力学特性进行实时估计,获得不确定项的估计误差,并在控制设计方案中对误差进行补偿。首先根据第二类Language方程建立机器人动力学模型,并结合时延估计简化动力学模型;然后结合滑模变结构控制,对估计误差进行修正和补偿,同时进一步引入指数趋近律方法,能有效削弱滑模带来的抖振问题,进一步提高了系统的稳定性;利用Lyapunov函数在设定参数下,保证了闭环系统的渐近稳定性和鲁棒性能,最后通过仿真验证了该方案可靠。