液驱并联机构多维力加载系统滑模解耦控制

赵劲松，孙鑫宇，董杰，王春发，徐嘉祥，王志鹏

（1.燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室，河北秦皇岛，066004；2.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州，310027；3.燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛，066004）

基于Stewart 平台的液驱并联机构多维力加载系 统 （electro-hydraulic multi-dimensional force loading system with parallel mechanism， EHMDLPM）具有自由度多、结构紧凑、刚度大和承载能力强的优点[1-2]，因此，它被广泛应用在机器人、数控机床、医疗器械以及航空航天机械等多个领域[3-4]。EH-MDLPM 各通道间存在耦合力干扰，传统控制方法难以满足其动态性能和加载精度要求[5-6]，因此，针对上述问题，研究相应的控制方法具有重要意义。

针对飞行模拟器操纵负荷力加载控制系统不稳定现象，王辉等[7]采用前馈补偿和PID 反馈调节相结合的复合控制算法提高系统稳定性，但力加载跟踪仍存在约8%的相对误差；王博等[8]采用PID控制及动压反馈控制将正交并联六自由度力控系统加载误差降低到1%，然而，该系统存在严重输出力耦合现象；UKIDVE等[9]假设雅可比矩阵恒定不变，利用此性质设计出具有容错能力的并联机构，提高其运动精度且实现工作范围局部解耦；YANG 等[10]利用3 个RPRS 支腿支撑运动平台，其他支腿关节轴垂直基面且相互平行，实现并联机构工作范围全域解耦，但该机构结构复杂且搭建困难；赵春红等[11]提出二阶滑模控制器，抑制外界波形干扰，提高驱动液压缸活塞运动轨迹的输出精度与控制系统的稳定性；张达等[12]提出自适应滑模控制器，有效估计并克服3-UPS/PU 并联机构关节摩擦干扰，消除驱动的抖振现象，提高系统控制精度与动态品质；……