多段线缆驱动连续型空间机械臂建模与控制
Journal of Nanjing University of Science and Technology（2022）
摘要
该文针对一类带有弹性杆的新型多段线缆驱动连续型空间机械臂的建模与控制问题开展研究,基于刚体等效建模思想建立了机械臂的几何模型.对每节机械臂进行单元划分,将各单元上的弹性杆等效为轻质连杆.在此基础上,应用欧拉-拉格朗日建模方法,建立了多段线缆驱动连续型空间机械臂动力学模型.针对系统中存在的参数不确定性与外部时变干扰,基于Lyapunov稳定性理论,提出了一种基于非奇异终端滑模有限时间控制(NTSMFC)的连续型机械臂控制方法.仿真结果表明:与比例-微分(PD)控制器相比,NTSMFC能在有限时间内快速跟踪期望姿态角,PD控制器的姿态跟踪快速性较低;NTSMFC姿态角稳态误差为±0.002 rad,PD控制器姿态角稳态误差为±0.01 rad.
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