载体位置、姿态均不受控的飘浮基柔性空间机器人的Terminal滑模控制

摘要：

讨论了载体位置、姿态均不受控的飘浮基柔性空间机器人的 Terminal 滑模控制问题。为讨论既有柔性关节又有柔性臂的欠驱动系统，以一个具有两个柔性关节和一个柔性臂的飘浮基空间机器人为例，首先利用拉格朗日方程并结合系统总质心定义，得到了系统的动力学方程，然后利用奇异摄动法，将柔性空间机器人系统分解为一个柔性空间机械臂子系统和一个柔性关节快变子系统。以此为基础，提出了一种包含柔性空间机械臂子控制项和柔性关节快变子控制项的组合控制器。其中，柔性空间机械臂Terminal滑模子控制项实现了机械臂关节铰期望轨迹的跟踪，柔性关节快变子控制项使得快变子系统稳定在由柔性空间机械臂子控制项产生的机械臂关节轨迹上。系统的数值仿真结果表明，该方法能在抑制柔性关节的柔性振动的同时跟踪上机械臂关节期望轨迹。该控制方案的显著优点为不需要测量、反馈载体的位置、移动速度、移动加速度，同时可保证机械臂关节铰跟踪误差在任意指定有限时间内收敛到零。

关键词：飘浮基柔性空间机器人、奇异摄动法、Terminal滑模控制、柔性关节、柔性臂

分类号：TP241(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11372073;福建省自然科学基金资助项目2010J01003

在线出版日期：2015-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：936-942