基于改进动态面技术的机械臂系统容错优化*

刘世平，金向杰

(1.河南职业技术学院机电工程学院，郑州 450000；2.华北水利水电大学机械学院，郑州 450000)

0 引言

机械臂是一种依靠伺服电机执行器驱动的多关节自动化装置，对控制系统的依赖性极高，在工业制造、农业生产、探测救援和教育医疗等领域发挥着越来越重要的作用，已经成为了广大学者研究的热点问题[1-4]。由于机械臂系统通常处于长时间不间断地工作状态中，不可避免地会发生机械和电气故障，不仅会影响电机执行器的工作效率，严重时还会威胁人身安全，所以设计合理的控制方法对机械臂保持一定的容错能力具有重要意义[5-7]。

针对机械臂系统的容错控制研究，在国内外已经取得了一定成果，如：文献[8]提出了一种采用信号重构的主动分散容错控制方法，通过数值积分器和微分跟踪器重构故障信号，并结合自适应模糊分散控制方法，实现了对机械臂系统的容错控制，但是没有考虑干扰和模型误差等不确定性的影响；文献[9]建立了机械臂关节负载补偿力矩突变的最优控制方法，通过构造最优抑制函数，求解出最优控制方法，有效补偿了负载力矩突变问题；文献[10]通过引入一阶滤波器将传感器故障转化成伪执行器故障，采用多步时延技术补偿执行器故障，提出了一种基于自适应神经网络的容错控制方法；文献[11]提出了一种基于非奇异积分滑模面和反推控制的容错控制方法，该方法的鲁棒性、快速性比较好，但需要已知扰动和不确定性的边界值。……