农业机械学报

作者：丁力，姚勇，巢渊，王尧尧，吴洪涛

单位：江苏理工学院,江苏理工学院,江苏理工学院,南京航空航天大学,南京航空航天大学,

关键词：空中机械臂;水质采样;终端滑模;线性扩张状态观测器;集总干扰

基金：国家自然科学基金项目（52005231、52175097）和常州市社会发展科技支撑项目（CE20215050）

绳驱动空中机械臂是一种由旋翼飞行器和多自由度机械臂构成的新型机器人系统。为了增强机械臂在排污管口水质采样时的关节空间控制性能，提出了一种结合快速连续非奇异终端滑模控制与线性扩张状态观测器的抗干扰控制策略。阐述了绳驱动空中机械臂的结构设计，建立计及关节柔性的动力学模型。利用线性扩张状态观测器来估计与补偿系统集总干扰，采用快速连续非奇异终端滑模面来保证系统状态量的有限时间收敛和抑制控制力矩的抖振。通过李雅普诺夫稳定性定理分析了所设计控制器的稳定性。最后，通过可视化仿真和地面汲水试验验证了所提控制器的有效性，结果表明，所提控制器的收敛速度、鲁棒性、准确性和抗干扰能力优于其他两种控制器，能有效抑制系统抖振，满足水质采样的作业需求。

来源：2022年第8期

《农业机械学报》期刊编辑部

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