关键词：六自由度机械臂;MATLAB/simulink;滑模控制;李雅普诺夫函数;模糊增益;轨迹跟踪控制
摘 要：【目的】文章研究了六自由度机械臂的轨迹跟踪控制，特别关注在关节力矩扰动存在的情况下，如何实现更稳定的轨迹跟踪。【方法】首先构建了机械臂的正逆运动学模型，利用六个关节之间的几何关系，实现了从关节空间到工作空间的转换；接着，基于牛顿-欧拉方程进行了动力学建模，得到机械臂的动力学模型，在此模型基础上设计了滑模控制器和模糊控制器，模糊控制器通过引入模糊逻辑，不仅消除了部分抖动，还提高了控制精度，根据末端执行器的预定运动轨迹，采用Levenberg-Marquardt算法计算出各关节所需的转角，这些转角随后经过模糊滑模控制器的处理，转换为关节扭矩，输入给机械臂；最终，将测量得到的实际关节转角与期望转角进行对比，显示出不同控制器的跟踪效果。【结果】通过MATLAB/Simulink仿真验证，模糊滑模切换增益控制策略能够有效地优化跟踪情况，并且六个实际的关节转角大小更加贴合设计的关节转角大小，显示出更好的稳定性和更快的收敛速度。【结论】所提出的基于模糊滑模切换增益的轨迹跟踪控制策略在仿真环境下是有效的，能够实现六自由度机械臂的高精度轨迹跟踪。
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