柔性臂杆、柔性关节空间机械臂T-S模糊轨迹跟踪及双柔振动并行综合控制

洪昭斌　　 陈　力　　李文望

1. 厦门理工学院，厦门，361024　　2. 福州大学，福州，350108



柔性臂杆、柔性关节空间机械臂T-S模糊轨迹跟踪及双柔振动并行综合控制

洪昭斌1陈力2李文望1

1. 厦门理工学院，厦门，3610242. 福州大学，福州，350108

针对存在参数不确定和外界干扰的柔性臂杆、柔性关节空间机械臂追踪期望运动的问题，设计了基于T-S模糊模型的滑模鲁棒控制方案和双柔性振动并行控制方案。首先，设计了关节柔性补偿器以提高系统的等效关节刚度。其次，利用反馈线性化技术建立了系统追踪期望轨迹的误差动力学方程，通过对系统Lyapunov稳定性证明来选择滑模控制参数；简化并改进T-S模糊推理规则，提出了模糊滑模鲁棒控制方法，可解决滑模控制的抖振问题并具有计算量少、控制力矩小的优点。再次，提出了柔性臂杆振动模态的直接反馈控制方案，解决了双柔性并行综合控制的问题。最后，运用逐步仿真的方法，对比仿真结果，证实了所设计轨迹跟踪、双柔性并行综合控制方案的有效性和稳定性。

空间机械臂；柔性臂杆-柔性关节；参数不确定；T-S模糊滑模控制；双柔性并行控制

0　引言

空间机器人[1-3]可代替宇航员进行太空试验、探测、操作等活动，对空间机器人进行动力学分析、控制等研究是各国太空计划的重点领域。为了减小空间机器人的质量，其机械臂杆件大多设计为轻质的细长柔性杆[4-6]，这样的柔性杆通常具有较大的尺寸并产生低频的大幅值柔性振动，系统刚柔耦合效应严重。……