本技术提出了一种创新的机械臂轨迹跟踪控制方法,该方法采用改进的超螺旋滑模控制技术,旨在提高机械臂的轨迹跟踪精度。该方法详细描述了如何利用机械臂参数、DH参数法和拉格朗日法来构建机械臂的动态模型,并设计出相应的控制策略。通过这种方法,可以有效地提高机械臂在执行复杂轨迹时的跟踪性能和稳定性。
背景技术
机械臂轨迹控制主要研究的内容是,通过设计合适的控制方法控制机械臂的运动,使其按照预定的轨迹或路径完成任务。机械臂轨迹控制的主要目标是使机械臂从起始位置精确地到达目标位置,并且沿着预定的轨迹执行运动,保证运动过程中的精度、平滑性以及动态性能。在机器人技术的初期,由于机械臂的任务简单且应用场景较为单一,PID控制因其结构简单、实现容易而广泛应用。PID控制能够在一定程度上满足精度要求,但随着任务的复杂性增加,传统PID控制开始面临精度不足和响应不够迅速的问题,因此研究者开始探索更为先进的控制方法。
滑模控制方法由于抗干扰能力强,鲁棒性好,可靠性高,且能较好地解决系统中的非线性问题,已成为目前工程应用中被广泛关注的控制策略。一阶滑模控制器设计参数相对较少、结构简单,因此调参非常方便,已有成熟的控制器设计方案和稳定性分析方法,其在机械臂控制中已被广泛应用。然而,滑模控制的不连续开关特性可能导致系统产生高频抖振,其原因是当系统的状态轨迹趋近滑动模态时,无法准确的按照滑动面移动到平衡点,它的实际运动过程是在滑动面的两侧不断穿越最终到达平衡点,从而使得机械臂系统发生颤动。为了减轻抖振现象,提出了一种基于改进超螺旋滑模控制的机械臂轨迹跟踪控制方法来解决上述问题。
实现思路