六自由度IRB-120机器人机械手的滑模控制与边界层控制

摘要

cqvip:由于线性PID控制器易于实现,一般采用其对机器人进行控制。线性控制器不能有效地处理不确定性和参数的变化,因此推荐具有鲁棒性能的非线性控制器。滑模控制(SMC)是一种针对非线性系统的鲁棒状态反馈控制方法,其设计简单,有效地克服了系统中的不确定性和扰动,它的瞬态响应非常快,是理想的控制器。SMC最主要的缺点是控制输入信号的抖动。为了解决这一问题,本文采用SMC与边界层(SMCBL)相结合的方法,消除了系统的抖振现象,提高了系统的性能。将所提出的SMCBL与传统的非线性控制方法逆动态控制(IDC)进行了比较。首先,对IRB-120机器人机械手的运动学方程和动力学方程进行了完整、准确的提取;然后,对采用SMC的机器人机械手的控制进行了评价。为了验证该控制方法的有效性,在一个6自由度IRB-120机器人机械手上使用了该控制方法。在MATLAB/Simulink环境下对仿真结果进行了仿真、测试和比较。为了进一步验证我们的工作,在一个实际的IRB-120机器人机械手上进行了测试和实验验证。