未知干扰下机械臂的非奇异快速终端滑模控制

作者：崔云飞; 刘放^*; 李晨晖; 许沛森; 黄文建

来源：机械科学与技术, 2023, 1-8.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20230173

• 非奇异快速终端滑模控制
• 机械臂
• 非线性系统
• 干扰观测器

针对机械臂在工作时受到的未知干扰较大，非线性系统动力学建模不精确的问题，本文设计了一种考虑干扰观测器补偿的非奇异快速终端滑模NFTSMC (Non-singular Fast Terminal Sliding Mode) 算法;首先，将未知干扰引入由拉格朗日动力学推导的机械臂动力学方程中；其次，设计了非线性扰动观测器NDO(Nonlinear Disturbance Observer)以观测干扰并在控制输入中补偿，并证明了观测器的收敛性；而后设计了非奇异快速终端滑模面并推导出控制输入，随后用李雅普诺夫稳定性判据证明了系统的收敛性；最后，搭建了二自由度机械臂模型并仿真，验证了本文所设计的控制策略的有效性和优越性。

• 单位
  西南交通大学