北京邮电大学学报

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北京邮电大学学报 ›› 2013, Vol. 36 ›› Issue (4): 50-54.doi: 10.13190/jbupt.201304.46.048

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单杆柔性臂的动态切换滑模-最优混合控制

贾庆轩, 邓夏, 褚明, 黄飞杰   

  1. 北京邮电大学 自动化学院, 北京 100876
  • 收稿日期:2013-09-26 出版日期:2013-08-31 发布日期:2013-05-22
  • 作者简介:贾庆轩(1964—),男,教授,博士生导师,E-mail:qingxuan@bupt.edu.cn.
  • 基金资助:

    高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题项目(20110005120004);国家自然科学基金项目(61175080);总装科技创新工程项目(ZYX12010001)

The Composite Control of Dynamic Switching Sliding Mode and Optimal of One-Link Flexible Manipulators

JIA Qing-xuan, DENG Xia, CHU Ming, HUANG Fei-jie   

  1. Automation School, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
  • Received:2013-09-26 Online:2013-08-31 Published:2013-05-22

摘要:

针对单连杆柔性臂的点对点定位问题,提出了动态滑模控制与最优控制相结合的混合控制方法. 利用奇异摄动法将柔性臂系统分为慢变和快变2个子系统,并分别设计控制器;对慢变子系统采用基于动态切换函数的动态滑模控制. 该方法考虑到了执行机构的动态特性,可以消除控制输入的抖振. 快变子系统经变换后呈线性系统,故采用简单的最优控制即可快速有效地抑制振动. 数值仿真结果表明,该方法不仅有效地降低了滑模控制所固有的抖振,而且能实现柔性臂的精确定位和振动抑制.

关键词: 柔性臂, 奇异摄动, 动态滑模控制, 最优控制

Abstract:

A composite controller is designed based on the singular perturbation model of one-link flexible manipulators. A dynamic sliding mode controller is designed for the slow subsystem, and optimal controller is designed to stabilize the fast subsystem. Numerical simulation results confirm that the proposed controller not only can perform fast and accurate tracking, but also can reduce the chattering of the sliding-mode control, and the proposed controller can suppress the tip vibration of the flexible manipulators effectively.

Key words: flexible manipulators, singular perturbation, dynamic sliding mode control, optimal control

中图分类号: