机械臂的滑模控制器设计及仿真实验研究

以多连杆机械臂为研究对象，设计滑模控制器来实现高精度的轨迹跟踪控制。首先建立受到参数不确定和外部扰动影响的多连杆机械臂动态模型；其次依据该受扰模型设计滑模面及相应的基于等效控制的滑模控制器；接着利用李雅普诺夫函数证明系统的稳定性；同时采用饱和函数替代符号函数来抑制抖振现象。为了验证所设计的滑模控制算法的有效性，使用Matlab/Simulink软件搭建机械臂仿真测试平台。利用测试平台实现机械臂在PID控制、滑模控制和基于饱和函数的滑模控制三种控制方法下的轨迹跟踪实验。通过仿真实验教学，可以显著提高学生在机械臂建模和控制器设计方面的能力。