[发明专利]一种基于复合积分滑模的多机械臂系统同步控制方法

说明书

一种基于复合积分滑模的多机械臂系统同步控制方法，包括以下步骤：步骤1,建立多机械臂系统模型；步骤2,定义多机械臂系统跟踪误差，同步误差及耦合误差；步骤3,设计复合积分滑模控制器。本发明使用交叉耦合同步控制方法，提高机械臂内部的同步性能；同时应用复合积分滑模，有效减少系统的稳态误差；同时使用自适应方法估计不确定性上界并对其进行补偿，提高系统的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种基于复合积分滑模的多机械臂系统同步控制方法。特别是带有系统建模不精确、参数不确定以及外部扰动的多机械臂系统滑模控制方法。

背景技术

多机械臂系统是由多个单机械臂组成的控制系统，广泛应用于工业制造、运输以及航空航天等各种领域。多机械臂系统相比于单机械臂系统存很多优点：首先，多机械臂系统输出的力矩更大，能够举起更重的物体；其次，多机械臂拥有更大的工作空间和灵活性，能够完成更多更复杂的任务。

若将以往单机械臂控制算法应用于多机械臂系统中，必然会导致系统同步性能欠佳，轻则导致生产任务失败，重则导致机器故障，生产中止，造成巨额财产损失。同步控制指，控制系统中每个机械臂能在追踪参考信号的情况下同时保持一定的位置关系。将同步控制引入多机械臂，为多机械臂控制系统提供了新的控制框架。

发明内容

为了克服现有的多机械臂系统的精度较低和同步性能较差的不足，本发明提出一种基于复合积分滑模的多机械臂系统同步控制方法。本发明使用交叉耦合同步控制方法，提高机械臂内部的同步性能；同时应用复合积分滑模，有效减少系统的稳态误差；同时使用自适应方法估计不确定性上界并对其进行补偿，提高系统的鲁棒性。

为了解决上述技术问题提出的技术方案如下：

一种基于复合积分滑模的多机械臂系统同步控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1,建立多机械臂系统模型，过程如下：

1.1,多机械系统臂模型

多机械臂系统包含4个单机械臂，每个单机械臂物理参数相同，其模型表示成如下形式

其中，

M₂₁＝M₁₂

c＝m₂l₁l₂sin(q₂)

G＝[G₁ G₂]^T

G₁＝(m₁+m₂)gl₁cos(q₂)+m₂gl₂cos(q₁+q₂)

C₂＝m₂gl₂cos(q₁+q₂)