基于全局快速终端滑模的6-PSS并联运动模拟器轨迹跟踪控制研究

作者：沈书宇,张海峰,叶伟. 日期：2024-09-26/span> 浏览：315 查看PDF文档

摘要:针对6-PSS并联运动模拟器动力学模型中的不确定性和时变扰动,提出了一种基于全局快速终端滑模的鲁棒控制策略。首先,运用虚功原理建立了该机构的动力学模型(该动力学模型表明6-PSS并联机构是一个具有非线性和强耦合特性的多变量系统),对动力学模型进行了离线处理,使其反映出机构真实动力学特性,并满足设备实时计算能力的要求;然后,基于简化后的动力学模型设计了一种全局快速终端滑模控制器(GFTSMC),设计李雅普诺夫(Lyapunov)函数对控制律进行了分析,证明了控制器的稳定性;最后,将控制策略应用于6-PSS并联运动模拟器轨迹跟踪控制,并将其与PD前馈控制及传统滑模控制(SMC)进行了对比实验。研究结果表明:GFTSMC相对于PD和SMC的平均误差分别下降了82.92%和18.88%,标准差分别下降了80.03%和41.73%,且能够起到抑制抖振的效果,是6PSS并联运动模拟器的一种有效且实用的鲁棒控制方案。该研究结果可为6-PSS并联运动模拟器控制及工程应用提供理论依据。

关键词:并联机构;动力学建模;虚功原理;滑模控制;李雅普诺夫函数;全局快速终端滑模控制器

中图分类号:TH112;TP24文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)09-1595-09


本文引用格式:

沈书宇,张海峰,叶伟.基于全局快速终端滑模的6-PSS并联运动模拟器轨迹跟踪控制研究［J］.机电工程,2024,41(9):1595-1603.

SEHN Shuyu, ZHANG Haifeng, YE Wei. Trajectory tracking control of 6-PSS parallel motion simulator based on global fast terminal sliding mode［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(9):1595-1603.