[发明专利]一种基于二阶滑模算法的移动机械臂运动控制方法

摘要

本发明公开一种基于二阶滑模算法的移动机械臂运动控制方法，包括：1)设计基于跟踪控制位置误差的向量取值函数，所设计的向量取值误差函数包含跟踪控制位置的导数信息与积分信息，并构建二阶滑模算法动态方程；2)根据具体的移动机械臂参数计算相应的移动机械臂速度层运动学关系式；3)将步骤2)中得到的二阶滑模算法动态方程代入移动机械臂速度层运动学关系式得到求解模型，计算移动机械臂的驱动轮旋转速度与机械臂关节角速度；4)将步骤3)的求解结果传递给下位机控制器驱动移动机械臂运动。本发明求解出的移动机械臂运动控制量，控制移动机械臂实现有限时间收敛的跟踪控制，同时也使得移动机械臂具有抵抗外部干扰的能力。

主权项

1.一种基于二阶滑模算法的移动机械臂运动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设计基于跟踪控制位置误差的向量取值函数，所设计的向量取值误差函数包含跟踪控制位置的导数信息与积分信息，并构建二阶滑模算法动态方程，也即定义基于跟踪控制位置误差的向量取值函数e(t)＝r_md(t)‑r_m(t)，其中r_md(t)表示移动机械臂末端执行器期望跟踪路径，r_m(t)表示移动机械臂末端执行器实际运动位置轨迹；根据上述误差函数e(t)，定义中间变量其中κ表示用户可预定义的设计参数，sign(·)表示符号函数，结合误差函数，构建二阶滑模算法动态方程，其第i个子系统表达式如下：2)根据具体的移动机械臂参数计算如下相应的移动机械臂速度层运动学关系式：其中A(·,·)表示整合移动机器人的基座和机械臂几何关系信息的增广矩阵，φ表示移动机器人基座的航向角，θ表示移动机器人机械臂关节角，表示移动机械臂整合角速度；3)将步骤2)中得到的二阶滑模算法动态方程代入移动机械臂速度层运动学关系式，得到如下求解模型：用以计算移动机械臂的驱动轮旋转速度与机械臂关节角速度，其中函数映射ψ^1/2(·)的第i个元素定义如下：4)将步骤3)的求解结果传递给下位机控制器驱动移动机械臂运动。