用于机械臂无抖振轨迹跟踪的快速有限时间滑模控制
系统与控制
2025-11-17 v3 机器人学
系统与控制
摘要
由于系统不确定性和传统滑模控制 (SMC) 中的抖振效应，在机械臂中实现精确高效的轨迹跟踪仍然是一个关键挑战。本文提出了一种用于三自由度 (3-DOF) 机械臂的无抖振快速终端滑模控制 (FTSMC) 策略，旨在提高跟踪精度和鲁棒性，同时确保有限时间收敛。该控制框架使用牛顿-欧拉动力学建立，随后采用状态空间表示来捕捉系统的角位置和速度。通过结合改进的滑模面和基于 Lyapunov 的稳定性分析，所提出的 FTSMC 有效缓解了抖振，同时保留了 SMC 的优势，如快速响应和强抗干扰能力。通过与传统的 PD 滑模控制 (PDSMC) 和终端滑模控制 (TSMC) 进行比较，严格评估了控制器的性能。仿真结果表明，与现有方法相比，所提出的方法实现了更优的轨迹跟踪性能、更快的收敛速度和更强的稳定性，使其成为高精度机器人应用的一种极具前景的解决方案。
引用
@article{arxiv.2502.16867,
title = {Fast Finite-Time Sliding Mode Control for Chattering-Free Trajectory Tracking of Robotic Manipulators},
author = {Momammad Ali Ranjbar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.16867},
year = {2025}
}