新型变刚度电液串联弹性机械臂振动控制仿真研究

来源：机床与液压杂志2022年第10期北京时间：

作者：刘一扬，郑香金，王良文

单位：郑州财经学院智能工程学院；河北轨道运输职业技术学院机电系；郑州轻工业大学机电工程学院

摘要：为了抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度，设计反演自适应模糊滑模控制器，并对机械臂输出效果进行仿真。创建新型变刚度电液串联弹性机械臂，给出阀内流体流动分布的非线性控制方程式。针对传统滑模控制器进行改进，将输入整形技术与模糊逻辑系统相结合，设计反演自适应模糊滑模控制器。引用李雅普诺夫函数对控制器的稳定性进行证明，保证系统的状态变量到达并保持在滑动面上。采用MATLAB软件对机械臂角位移、角速度和转矩变化进行仿真，与滑模控制器输出结果进行对比。结果显示：在无干扰环境中，采用滑模控制器和反演自适应模糊滑模控制器，机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小，振动幅度较小；在有波形干扰环境中，反演自适应模糊滑模控制器控制效果明显优于滑模控制器，机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小，振动幅度较小，自适应调节时间较短，无超调量发生。采用反演自适应模糊滑模控制器，能够抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度，减小其输出误差。

关键词：变刚度;电液串联弹性机械臂;反演自适应模糊滑模控制;仿真研究

基金资助：2019年河南省教育科学“十三五”规划课题（2019-JKGHYB-0298）