佛山吊车租赁,   南海吊车出租,   佛山南海吊车出租公司    ♋  口含黄柏味,  有苦自家知  ♋   基于积分滑模的吊车柔性机械臂轨迹跟踪及振动控制.     在工业过程中，对于机械臂的末端轨迹跟踪的操作是十分普遍的，在吊车控制领域内属于很常见的控制问题，对于解决机械臂轨迹跟踪的问题一般会用到前馈的控制方法和反馈的控制方法。前馈控制的使用前提是已知机械臂的动力学模型，通过给出的机械臂末端工作的期望轨迹得到机械臂关节在工作空间中的运动轨迹，从而可以得到控制力矩，然后将得到的控制力矩直接加载到驱动关节上进行控制，可以看作是以逆动力学求解的问题。反馈控制是将机械臂末端的实际位置作为系统的反馈量，应用控制方法减小实际的关节位置与期望的关节位置误差，这样可以实现系统的轨迹跟踪控制。吊车液压柔性机械臂系统具有高度耦合和强非线性的特点，在使用反馈控制的过程中，会由于因柔性机械臂内动态的不稳定会造成整个控制系统的不稳定。变结构的控制本质上是一种不连续性的控制，可以使被控系统具有随时间的开关特性。因其具有很强的鲁棒特性、理论成熟、结构简单等特点，被广泛的应用在非线性控制系统中，特别是在机械臂领域中的应用。而滑模面的选取对滑模动态，动态品质和鲁棒性都有很大的影响，所以，滑模面的选取对系统控制结果的影响十分重要。

               本文针对吊车液压柔性机械臂系统选取的是积分滑模面，积分滑模是在线性滑模的基础上增加的控制量的积分项，因为在滑动模态上存在着状态变量的积分项，可以有效的削弱抖振，减小影响控制结果的误差。但是，由于滑模变结构控制引起的抖振并不能得到有效的抑制，本文采用饱和函数代替符号函数来抑制抖振。而饱和函数不是连续函数，并不适用于对切换函数求导的场合中，所以，本文采用双曲正切函数来代替符号函数用来抑制系统的抖振。关于变结构控制的基本原理可以表述为如下，假设被控系统的形式为：xfx,u,t，其中，xRn，uRn，tR。假设本系统存在一个超曲面，系统的状态空间会被超曲面sx=0分成上下两个部分，系统状态在切换面上运动的过程中会存在三种特殊的点，系统的运动点到达滑模面的时候，经过滑模面上的一点穿越滑模面，此点即为点A，被称作通常点。系统的运动点在到达滑模面的时候从滑模面上一点向滑模面的两侧运动，此点即为点B，被称作是起始点。

 

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           系统的运动点运动达到滑模面上的一点时，滑模面的两侧的点也会向这一点运动，此点即为点C，被称作终止点。系统中所有类似点C的点共同组成的区域称作是滑动模态区域，而系统在这个区域中的运动就被称为滑模运动。当系统的运动点逼近切换面sx=0时，一定会存在以下关系：0lim0ss且-0lim0ss或者0lim0sss,  可以提出一个如下形式的Lypunov函数必要条件：nvx设有一个控制系统：xfx,u,t，nxR，muR，tR。系统需要的切换函数为sx，sRm。因此，求解的控制函数为：uxsxu，ux。当满足下列条件的控制才是滑模变结构控制。即：首先，存在一个滑模面；其次，保证可达性条件的满足，在滑模面sx=0以外的运动点在抵达滑模面29的时间必须保证是在一定的范围内的；最后要保证控制的系统在变结构控制过程中的稳定性以及需要满足被控系统的动态品质要求。

             本文是建立在吊车液压柔性机械臂系统的完备动力学模型的基础之上，为了满足吊车液压柔性机械臂的关节轨迹跟踪和振动控制的目标，设计出一种基于积分滑模变结构的控制方法，由于所提算法中存在积分项，会出现系统的累加效应。当初始状态比较大的时候，会使系统出现执行器饱和的现象。针对这一问题，提出了采用双曲正切函数进行控制器的设计。为了抖振最小，使用饱和函数代替符号函数削弱由于控制输入电流引起的抖振。

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