考虑输入饱和的机械臂灵活预设性能时延控制

摘要

针对机械臂存在多种不确定性以及预设性能函数选择不当影响机械臂轨迹跟踪性能的问题，提出了一种考虑输入饱和的机械臂灵活预设性能时延控制策略.首先，在单调管预设性能函数的基础上引入与输入饱和误差相关的非负修改信号，基于此设计灵活预设性能函数对跟踪误差进行约束.当输入饱和发生时，性能函数边界自适应增加，而未发生输入饱和时可以恢复到原始性能函数边界.其次，采用时延控制方法和自适应RBF神经网络估计补偿机械臂模型不确定性和外部扰动.基于转换误差并结合动态面技术，提出考虑输入饱和的灵活预设性能时延控制器.基于李雅普诺夫稳定性理论，证明了机械臂输出能够跟踪参考信号，并且跟踪误差满足灵活预设性能函数的约束.最后，通过仿真对比验证了所提控制策略的有效性与优势.

关键词

机械臂 / 灵活预设性能函数 / 时延控制 / 预设性能控制 / 输入饱和 / RBF神经网络

基金资助

国家自然科学基金资助项目（62473238,52377109,62073200）; 山东省泰山学者项目（TSQN202306191,TSQN202306181）; 山东省自然科学基金资助项目（ZR2024ME115）