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基于分数阶反步快速终端滑模控制的机械臂容错控制( Fault tolerant control for robotic manipulator using fractional-order backstepping fast terminal sliding mode control )
Z Anjum Y Guo W Yao
本文研究了机器人等高非线性系统在执行器故障、不确定性和外部扰动存在下的跟踪控制和有限时间镇定问题。为了提高系统在执行器故障、不确定性和外部干扰等情况下的性能,提出了一种基于分数阶backstepping快速终端滑模控制的容错控制系统。利用分数阶微积分、backstepping、滑模控制、Mittag-Leffler稳定性和有限时间Lyapunov稳定性等方面的研究成果,建立了控制系统。最后以PUMA560机器人为例,对前三个关节进行了性能测试。仿真结果验证了所提出的控制方法在跟踪精度和存在扰动、不确定性和执行器故障时的收敛速度方面的有效性。将该方法与传统的计算转矩控制、比例积分微分控制和非奇异快速终端滑模控制等现有方法进行了轨迹跟踪性能的比较。仿真结果表明,在存在执行器故障、不确定性和干扰的情况下,所提出的控制方法比其他控制方法具有更好的控制效果。
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