[1]韩晓翔,丁 戈,杨晓亮,等.电力巡检机械臂终端滑模鲁棒控制方法研究[J].机械与电子,2024,42(07):52-56.
　HAN Xiaoxiang,DING Ge,YANG Xiaoliang,et al.Research on Sliding Mode Robust Control Method for Terminal of Electric Power Inspection Robot Arm[J].Machinery & Electronics,2024,42(07):52-56.
点击复制

电力巡检机械臂终端滑模鲁棒控制方法研究()
分享到：

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
42
期数:
2024年07期
页码:
52-56
栏目:
智能制造
出版日期:
2024-07-26

文章信息/Info

Title:
Research on Sliding Mode Robust Control Method for Terminal of Electric Power Inspection Robot Arm
文章编号:
1001-2257 ( 2024 ) 07-0052-05
作者:
韩晓翔; 丁 戈; 杨晓亮; 杨家龙; 马辉欣
国网新疆电力有限公司超高压分公司,新疆 乌鲁木齐 830063
Author(s):
HAN Xiaoxiang ;  DING Ge ;  YANG Xiaoliang ;  YANG Jialong ;  MA Huixin
( Ultra High Voltage Branch , State Grid Xinjiang Electric Power Co. , Ltd. , Urumqi 830063 , China )
关键词:
滑模控制器; 模糊自适应算法; Lyapunov 算法;  RBF 网络; 不确定项逼近
Keywords:
synovial controller ;  fuzzy adaptive algorithm ;  Lyapunov algorithm ;  RBF network ;  approximation of uncertain terms
分类号:
TM73 ; TP241
文献标志码:
A
摘要:
电力巡检机械臂系统通常具有较强的非线性和不确定性,包括负载变化、摩擦和摆动等因素。这些非线性和不确定性对控制系统的稳定性造成影响,导致传统的控制设计方法难以实现精准控制,且存在一定误差。为此,提出电力巡检机械臂终端滑模鲁棒控制方法。将电力巡检机械臂投影至笛卡尔坐标系,得到机械臂末端执行器位姿信息,将其作为滑模控制器的参数,结合模糊自适应算法与李雅普诺夫( Lyapunov )算法,构建机械臂滑模控制器控制律,获取控制信号。利用径向基函数( RBF )网络逼近不确定项,获取其控制律,根据鲁棒项,输出 RBF 网络鲁棒控制结果。实验表明,所提方法能够在实现电力巡检机械臂精准作业控制的同时,避免因未知扰动造成的机械臂抖动,且关节转角控制误差小、响应快及超调量低。
Abstract:
The power inspection manipulator system usually has strong nonlinearity and uncertainty , including load change , friction , swing and other factors.These nonlinearities and uncertainties affect the stability of the control system , which makes it difficult for the traditional control design methods to achieve accurate control , and there are some errors.Therefore , a sliding mode robust control method for power inspection robot arm is proposed.The power inspection robot arm is projected to the Cartesian coordinate system to obtain the position and pose information of the end actuator of the robot arm , which is used as the parameter of the sliding mode controller.The control law of the sliding mode controller of the robot arm is constructed by combining the fuzzy adaptive algorithm and the Lyapunov algorithm to obtain the control signal.The Radial Basis Function ( RBF ) network is used to approach the uncertain term , its control law is obtained , and the robust control results of the RBF network are output according to the robust term. Experiments show that the proposed method can realize accurate operation control of the power inspection robot arm while avoiding the manipulator jitter caused by unknown disturbance.The joint angle control error is small , the response is fast , and the overshoot is low.

参考文献/References:

[ 1 ] 薛慧,柴艳荣 . 机械自动化技术在水利水电工程中的应用[ J ] . 水利水电科技进展, 2022 , 42 ( 5 ): 127.

[ 2 ] FIGUEREDO L F C , ADORNO B V , ISHIHARA J Y .Robust H∞ kinematic control of manipulator robots using dual quaternion algebra [ J ] .Automatica , 2021 , 132 : 109817.
[ 3 ] DING S C , PENG L , WEN J W , et al.Trajectory tracking control of underactuated tendon-driven truss-like manipulator based on type 1 and interval type 2 fuzzy logic approach [ J ] .International journal of intelligent systems , 2022 , 37 ( 6 ): 3736-3771.
[ 4 ] 高阳,张晓晖,高玉儿,等 . 基于神经网络和模糊补偿的水下机械臂控制 [ J ] . 计算机工程与应用,2022 , 58( 15 ): 317-323.
[ 5 ] 付中乐,段洪君,骆新,等 . 基于奇异摄动的柔性关节机械臂终端滑模控制[ J ] . 组合机床与自动化加工技术,2022 ( 5 ): 116-119.
[ 6 ] 于艳君,崔明恺,陈叹辞,等 . 基于模糊自适应转速调节器的绕组切换型电机控制[ J ] . 中 国电 机 工程 学报,2022 , 42 ( 23 ): 8708-8718.
[ 7 ] 马召召,杨庆超,周瑞平 . 一种基于摄动理论的不连续系统 Lyapunov 指数算法[ J ] . 物理学报, 2021 , 70 ( 24 ):68-75.
[ 8 ] 王希铭,孙金生,李志韬,等 . 不确定 Euler – Lagrange多智能体系统经验回放自适应蜂拥控制[ J ] . 控制理论与应用,2022 , 39 ( 9 ): 1699-1706.
[ 9 ] 王志芬,朱强,边军,等 . 抗关节角度突变的多机械臂运动轨迹优化方法 [ J ] . 计算机仿真, 2023 , 40 ( 11 ):403-407.
[ 10 ] 郭鑫,李文静,乔俊飞 . 基于距离和密度聚类的 RBF网络结构设计[ J ] . 控制工程, 2021 , 28 ( 1 ): 114-119.
[ 11 ] 王鹏,程秀芳 . 基于高斯函数的小波基的构造方法及在滚动轴承故障诊断中的应用研究[ J ] . 机械强度,2021 , 43 ( 5 ): 1050-1055.

相似文献/References:

[1]郭建仙.基于深度视觉传感的巡检机器人行进轨迹跟踪控制[J].机械与电子,2023,41(09):53.
　GUO Jianxian.Tracking Control of Inspection Robot Based on Depth Vision Sensing[J].Machinery & Electronics,2023,41(07):53.
[2]朱宴南,佟佳庆,钱 磊,等.基于混合滑模的多连杆欠驱动机械臂位姿控制[J].机械与电子,2025,(06):42.
　ZHU Yannan,TONG Jiaqing,QIAN Lei,et al.Multi-link Underactuated Robotic Arm Pose Control Based on Hybrid Sliding Mode[J].Machinery & Electronics,2025,(07):42.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2024-01-05
基金项目:新疆电力有限公司科技项目( 5230CD230001 )
作者简介:韩晓翔 ( 1985- ),男,新疆乌鲁木齐人,学士,工程师,研究方向为人工智能;丁 戈 ( 1981- ),男,新疆昌吉人,学士,高级工程师,研究方向为人工智能;杨晓亮 ( 1985- ),男,新疆乌鲁木齐人,学士,工程师,研究方向为机器人运动控制;杨家龙 ( 1988- ),男,四川自贡尔人,学士,高级工程师,研究方向为机器人应用;马辉欣 ( 1978- ),男,新疆吐鲁番人,学士,高级工程师,研究方向为计算机应用。
更新日期/Last Update: 2024-08-30