基于模型控制的液压机械臂高精度轨迹跟踪

液压机械臂具有高度非线动力学特性，末端轨迹跟踪误差大。为此，提出一种辨识动力学参数的基于模型的控制算法(Model-basedcontrol,MBC)。该控制算法由外环的液压缸位置反馈控制器、内环的力控制器以及前馈流量补偿控制器三部分输出叠加组成。力控制器充分考虑液压机械臂动力学模型，动态补偿惯性力、重力和摩擦力等干扰力对控制精度的影响；位置控制器用以消除液压执行器造成的力偏差；前馈流量补偿器根据液压执行器动力学模型计算流量补偿量，提高系统响应与精度。针对动力学模型中存在的参数不准确问题，采用了最小二乘参数辨识的方法，在激励轨迹下获取液压机械臂动力学参数精确值。试验结果表明，所提出的辨识动力学参数的MBC控制算法相比3D模型参数的MBC控制在自由空间运动位置跟踪精度提升了39.24%，相比与传统PID控制提升了93%，显著提高了轨迹跟踪精度。