刚柔耦合机械臂的滑模预测振动控制研究

针对刚柔耦合机械臂动力学模型的非线性、强耦合、时变问题，提出一种滑模预测控制方法可有效降低柔性臂的末端振动，同时提高末端轨迹跟踪性能和运动精度。首先采用输出重定义法得到柔性臂末端的观测量，将内动态子系统转换为零动态子系统，抑制柔性臂末端的振动；预测作为跟踪误差及其高阶导数组合的滑模面，将滑模面引入到预测控制的二次性能指标中，根据预测模型预估系统未来的输出，消除末端控制误差，并通过稳定性分析论证控制器的稳定性。最后通过仿真和实验验证该方法的有效性，证明其可提高刚柔耦合机械臂的运动精度。