关键词：机械臂;观测器;指数障碍李雅普诺夫函数;非奇异快速积分终端滑模;有限时间鲁棒控制律
摘 要：为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响，采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先，建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型，并通过设计的观测器准确地估计出干扰值；然后，利用机械臂转角误差设计了非奇异快速积分终端滑模面，在指数障碍李雅普诺夫函数的基础上，设计出了有限时间鲁棒控制律；最后，通过稳定性分析验证了设计的有限时间鲁棒控制律能够在有效时间内收敛。三自由度机械臂的仿真结果表明：提出的有限时间鲁棒控制律能够有效克服不确定性因素对机械臂控制精度的影响，观测器的最大估计误差为0.1 （°）/s²,机械臂各关节转角的最大跟踪误差为0.1°,验证了设计方法的有效性。在三维空间固定坐标定位实验中，机械臂在提出的有限时间鲁棒控制律作用下的最大定位误差为0.22 cm,最长运行时间为2.2 s,验证了在实际工程应用中能够实现更高的控制精度和运行效率。
内 容：原文可通过湖北省科技资源共享服务平台(https://www.hbsts.org.cn/)获取