基于新型趋近律的柔性机械臂滑模-最优组合控制

为提高柔性机械臂的控制精度，提出一种基于滑模控制与最优控制相结合的组合控制方式。通过Lagrange法和假设模态法构建其动力学模型，进而运用奇异摄动理论对柔性臂进行解耦，获得慢变和快变子系统。对于慢变子系统，采用滑模控制实现轨迹跟踪，提出一种新型趋近律，该趋近律在幂次趋近律基础上加入变速趋近项，引入系统状态变量，动态调整趋近速率，同时增加指数项提高趋近速度，使用双曲正切函数替代符号函数以抑制抖振；对于快变子系统，采用最优控制进行振动抑制。MATLAB仿真结果表明，该组合控制方法相比于纯滑模控制，具有更好的动态性能和鲁棒性能。