控制理论与应用

作者：刘城焱,胡健,姚建勇,谭天乐,刘宇,林家伟

单位：南京理工大学,南京理工大学,南京理工大学,上海航天控制技术研究所,上海航天控制技术研究所,南京理工大学

关键词：柔性机械臂; 轨迹跟踪; 振动抑制; 神经网络; 干扰观测器; 强化学习

基金：国家自然科学基金项目(51975294), 中央高校基本科研业务费专项项目(30922010706, 2023101001)资助.

本文研究柔性机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题.首先,基于Lagrange法和假设模态法建立柔性机械臂的动力学模型.然后,利用奇异摄动理论将模型分解为描述刚体运动的慢时间尺度子系统和描述柔性振动的快时间尺度子系统,针对慢子系统建立以滑模变结构为基础,径向基神经网络估计模型参数,干扰观测器估计扰动和模型不确定性的刚性复合控制器;快子系统建立了以最优控制为基础,使用强化学习在线获取最优控制解的柔性控制器.通过Lyapunov稳定性理论分别证明了不同时间尺度下的系统稳定性,将在不同时间尺度下的控制器进行叠加,获得原系统状态的组合控制器.最后,通过实验结果对比表明,所设计的组合控制方法更具优越性.

来源：2025年第3期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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