基于混合滑模的多连杆欠驱动机械臂位姿控制

来源：机械与电子杂志2025年第06期北京时间：

作者：朱宴南;佟佳庆;钱磊;贾军;左佳利;王丰

单位：1. 扎鲁特旗扎哈淖尔煤业有限公司,内蒙古 霍林郭勒 029100 ;

摘要：多连杆机械臂的非驱动连杆关节在间接驱动力自由耦合作用下,重叠位姿难以估计,且多连杆关节处摩擦力等外力扰动更大,出现抖振,造成位姿控制难度增加,偏差较大,为此,提出基于混合滑模的多连杆欠驱动机械臂位姿控制。基于最小尺寸点模型改进 YOLOv2 模型,在驱动力自由耦合作用下,融合 PnP 算法,通过映射投影估计多连杆欠驱动机械臂重叠位姿,设计机械臂位姿控制的滑模控制器。引入模糊控制器优化滑模控制器参数的扰动自适应性,控制抖振,结合干扰饱和函数,综合滑模控制器和模糊控制器,控制多连杆欠驱动机械臂位姿。实验结果表明,相较于基于位置闭环的关节角度控制法、PD 型迭代滑模迭代学习控制法和基于 OpenMV 的五自由度机械臂控制法,所提方法的多连杆欠驱动机械臂位姿估计与实际位姿偏差较小,在外力扰动环境下的抖振控制偏差较低,适用于实际控制工程。

关键词：位姿估计;多连杆欠驱动机械臂;滑模控制器;模糊控制器;位姿控制

基金资助：扎哈淖尔煤业公司科技项目( 042300006272 )