一种改进差分进化算法的单关节机械臂控制方法

针对差分进化算法控制下机械臂控制系统运动轨迹精度不高问题,提出一种改进差分算法的机械臂控制方法。以单关节机械臂为研究对象,通过假设单关节机械臂摆线运动方程,采用比例微分控制律进行实际轨迹跟踪,优化轨迹中控制系统所消耗的能量,进而得到一组最优的离散值;对其偏差值使用三次样条插值法,从而得到机械臂实际最优轨迹。仿真结果表明,改进差分算法比传统差分算法处理所得结果误差普遍缩小了0.15%,且机械臂运动能耗较低。

考虑误差补偿的柔性机械臂命令滤波滑模控制

针对单关节柔性机械臂控制中存在参数摄动、外部干扰及滤波误差等导致轨迹跟踪精度性能变差的问题,提出一种考虑误差补偿的命令滤波滑模控制方法。首先,给出含不确定项的单关节柔性机械臂动力学方程,设计反步滑模控制;然后,引入二阶命令滤波器获得虚拟控制量的导数,避免传统反步控制引起的“计算爆炸”问题;最后,基于李雅普诺夫理论设计误差补偿机制用以消除命令滤波器所产生的滤波误差。仿真结果表明,当系统存在参数摄动和外部干扰时,所提出的误差补偿命令滤波滑模控制与未加误差补偿的命令滤波滑模控制和误差补偿命令滤波控制方法相比,其轨迹跟踪精度分别提升了19.8%和74.0%,滤波误差分别减少了44.4%和31.4%。