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摘要
牙轮钻机智能化可以提高凿岩效率，降低能耗和成本。牙轮钻机行走过程智能控制是实现牙轮钻机的智能化的重要一环。针对牙轮钻机行走过程受到不确定参数和外界干扰影响的问题，提出了基于随机配置网络（Stochastic configuration network， SCN）干扰观测器的终端滑模控制（Terminal sliding mode control， TSMC）。在sinh函数的基础上，构造了一种新的非线性函数可以在系统状态到达滑模面前，提前减速以降低抖振，并根据建立的非线性函数设计了终端滑模控制器。实现系统状态误差在到达终端滑模面前，提前减速以降低系统抖振。SCN具有任意精度逼近的能力和快速建模的特性。因此，在SCN的基础上增加自适应律调整神经网络的参数，设计了基于SCN的干扰观测器，其分为训练阶段和实时阶段。训练阶段收集输入数据和跟踪误差来训练SCN的模型结构，使速度和位姿角度误差满足要求。如果SCN达到了预设的最大节点数，则进入调整阶段，通过基于Lyapunov的自适应定律进行在线调整。仿真实验证明相比于对比方法，TSMC使位姿角度跟踪期望轨迹所需要的时间减少了0.18 s，并降低了控制律的抖振。
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