一种基于线性模糊控制的飞行机械臂自抗扰方法
张森
庄智强
宋书中
河南科技大学 信息工程学院,河南 洛阳 471023
摘要：无人机搭载机器臂作业能提高环境适应性,但机械臂的运动对飞行平台会产生强干扰,严重影响作业平台的稳定性.针对飞行机械臂的抗扰难题,采用欧拉-拉格朗日方法对系统进行整体建模,提出一种结合线性自抗扰控制(LADRC)和模糊控制的线性模糊自抗扰控制方法(Fuzzy-LADRC),该方法综合了模糊控制的自适应能力和 LADRC对非线性强耦合系统的抗干扰能力,对控制系统进行优化.通过 Matlab/Simscape平台搭建系统的物理仿真模型,并设计相关仿真实验对 Fuzzy-LADRC、LADRC、比例-积分-微分(PID)等 3 种控制器的性能进行了对较分析.结果表明:Fuzzy-LADRC在响应速度上比 LADRC 快 0.5 s,比 PID 快 1.5 s,在扰动下进行轨迹跟踪,Fuzzy-LADRC最大误差仅为 4 cm,而 LADRC 的最大误差为 10 cm,PID 的最大误差为 35 cm.综上,该控制方法可显著提高飞行机械臂的响应速度和抗干扰能力.
关键词：飞行机械臂无人机线性自抗扰控制模糊控制建模与仿真
分类号：TP249(自动化技术及设备)
资助基金：国家自然科学基金(62271193)国家自然科学基金(61304144)河南省自然科学基金项目(222300420433)河南省高校科技创新人才支持计划项目(21HASTIT030)
论文发表日期：2023-10-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 37-48 )