[发明专利]一种机器人自适应连续终端滑模控制方法

说明书

本发明提出了一种机器人自适应连续终端滑模控制方法，包括：步骤S1，将机器人实际位置反馈和速度反馈输入到机器人动力学模型中，得到动力学矩阵；步骤S2，将得到的动力学矩阵传入到自适应模块中，得到自适应参数的一阶导数；步骤S3，将得到的自适应一阶导数进行积分运算；步骤S4，将积分运算结果传输到终端滑模控制模块中，得到控制力矩指令；步骤S5，将所述力矩指令输入到机器人对应的关节中，实现控制。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种机器人自适应连续终端滑模控制方法。

背景技术

随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展，人们对工业机器人性能的要求越来越高，以进一步提高生产效率和产品质量，因此高速、高精度成为目前机器人控制的发展趋势。

但是目前机器人控制还面临着一些重要挑战，因为机器人是一个强非线性，强时变性，强耦合系统，且在系统建模过程中有很多的不确定性，如外部扰动，系统参数的建立和变化等。

目前机器人主要采用单关节伺服传统三环串级PI控制方法。该方法是目前使用最普遍的控制方法，无需控制模型，通过纠正偏差达到指令目标。但是由于存在饱和，及单关节能力达到最大限度，在控制过程中存在强非线性。此非线性会造成反应速度的下降，期望外的过度过程，甚至影响系统的稳定性。且终端滑模控制在实际应用中需要不确定性和扰动的上限，但在实际过程中不易获得。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种机器人自适应连续终端滑模控制方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种机器人自适应连续终端滑模控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，将机器人实际位置反馈和速度反馈输入到机器人动力学模型中，得到动力学矩阵；

步骤S2，将得到的动力学矩阵传入到自适应模块中，得到自适应参数的一阶导数；

步骤S3，将得到的自适应一阶导数进行积分运算；

步骤S4，将积分运算结果传输到终端滑模控制模块中，得到控制力矩指令；

步骤S5，将所述力矩指令输入到机器人对应的关节中，针对不同的关节实现控制。

进一步，在所述步骤S1中，将机器人实际位置反馈和速度反馈输入到机器人机器人动力学模型中，得到动力学矩阵：惯性矩阵，科氏力矩阵，重力矩阵。

进一步，在所述步骤S2中，所述将得到的动力学矩阵传入到自适应模块中，得到自适应参数的一阶导数，包括：

并且：

其中:

为目标位置，为位置反馈，为位置跟踪误差； 为目标速度，为速度反馈，为速度跟踪误差； 为奇正数，可调参数；为正常数，可调参数；为可调参数。

进一步，在所述步骤S3中，所述将得到的自适应一阶导数进行积分运算，包括：将进行积分运算，得到。

进一步，在所述步骤S4中，所述将积分运算结果传输到终端滑模控制模块中，得到控制力矩指令，包括：

其中：,为可调参数。

根据本发明实施例的机器人自适应连续终端滑模控制方法，用于提升系统的稳定性和响应速度，并通过自适应的方式避免不确定性和扰动上限的确定。本发明通过终端滑模控制提升了系统的稳定性和响应速度。通过自适应算法优化了终端滑模控制需要了解不确定性和扰动上限的难点。本发明综合后显著提高了系统的响应速度和带宽。本发明设计应用于机器人的终端滑模控制，通过自适应算法优化了终端滑模控制需要了解不确定性和扰动上限的难点。