Podrobno

End-trajectory sliding mode control algorithm design of hybrid polishing robot based on nonlinear disturbance observer
ID Sun, Bo (Avtor), ID Li, Xin (Avtor), ID Guo, Feng (Avtor), ID Cheng, Gang (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,67 MB)
MD5: F69779D40A2A2D105CE373AD7260B8B6
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sv-jme.eu/article/end-trajectory-sliding-mode-control-algorithm-design-of-hybrid-polishing-robot-based-on-nonlinear-disturbance-observer/ Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
The five-degrees-of-freedom (5-DOF) hybrid polishing robot is utilized for machining large optical mirrors. Since the existing kinematics control strategy does not meet high-precision control requirements, it is necessary to develop a dynamics controller to improve the operational performance of the robot. To enhance the trajectory control accuracy of the polishing robot’s end-effector, a sliding mode control algorithm based on a nonlinear disturbance observer is proposed. First, the dynamic model, which accounts for joint friction effects, is derived using the Newton-Euler method, and a complete explicit dynamic model is established through parameter substitution. Subsequently, considering the influence of the coupling of inertia parameters of each component in the dynamic model on computational efficiency, the model is simplified while compensating for errors caused by neglected terms via the Whale Optimization Algorithm-Elman (WOA-Elman) algorithm to reconstruct the dynamic model with error compensation terms. Finally, based on an analysis of the reaching law and the design of the nonlinear disturbance observer, the end-effector trajectory sliding mode control algorithm is developed. Simulation and experimental results indicate that the inclusion of an improved reaching term effectively reduces system chattering. Furthermore, the nonlinear disturbance observer is employed to estimate system errors and external disturbances, significantly mitigating error fluctuations during the convergence process and thus validating the robustness and high precision of the trajectory tracking control system for the polishing robot.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:hybrid polishing robots, dynamical model, sliding mode control, disturbance observer, trajectory tracking control
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:Str. 3-12
Številčenje:Vol. 72, no. 1/2
PID:20.500.12556/RUL-181036 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:007.52:004.896
ISSN pri članku:0039-2480
DOI:10.5545/sv-jme.2025.1393 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:272632323 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:23.03.2026
Število ogledov:129
Število prenosov:43
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Strojniški vestnik
Skrajšan naslov:Stroj. vestn.
Založnik:Zveza strojnih inženirjev in tehnikov Slovenije [etc.], = Association of Mechanical Engineers and Technicians of Slovenia [etc.
ISSN:0039-2480
COBISS.SI-ID:762116 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Načrtovanje algoritma drsnega načina krmiljenja končne trajektorije hibridnega polirnega robota na osnovi nelinearnega opazovalnika motenj
Izvleček:
Petstopenjski (5-DOF) hibridni polirni robot se uporablja za obdelavo velikih optičnih zrcal. Ker obstoječa strategija kinematičnega krmiljenja ne izpolnjuje zahtev po visoki natančnosti, je potrebno razviti dinamični krmilnik za izboljšanje obratovalnih lastnosti robota. Za povečanje natančnosti krmiljenja trajektorije končnega efektorja polirnega robota je predlagan algoritem drsnega načina krmiljenja, ki temelji na nelinearnem opazovalniku motenj. Najprej je z uporabo Newton–Eulerjeve metode izpeljan dinamični model, ki upošteva učinke trenja v sklepih, z nadomeščanjem parametrov pa je vzpostavljen popoln eksplicitni dinamični model. Nato je, ob upoštevanju vpliva sklopljenosti vztrajnostnih parametrov posameznih komponent v dinamičnem modelu na računsko učinkovitost, model poenostavljen, napake zaradi zanemarjenih členov pa so kompenzirane z algoritmom Whale Optimization Algorithm–Elman (WOA-Elman), s katerim je rekonstruiran dinamični model z napakami kompenzacijskimi členi. Na koncu je na osnovi analize zakona doseganja in zasnove nelinearnega opazovalnika motenj razvit algoritem drsnega načina krmiljenja trajektorije končnega efektorja. Rezultati simulacij in eksperimentalnih preizkusov kažejo, da vključitev izboljšanega dosegalnega člena učinkovito zmanjšuje tresenje sistema. Poleg tega nelinearni opazovalnik motenj omogoča ocenjevanje sistemskih napak in zunanjih motenj ter bistveno zmanjša nihanja napak med procesom konvergence, s čimer potrjuje robustnost in visoko natančnost sistema za sledenje trajektoriji polirnega robota.

Ključne besede:hibridni polirni roboti, dinamični model, drsni način krmiljenja, opazovalnik motenj, krmiljenje sledenja trajektoriji

Projekti

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Nation Natural Science Foundation of China
Številka projekta:52275039

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Jiangsu Higher Education Institutions of China
Številka projekta:24KJB460031

Financer:Drugi - Drug financer ali več financerjev
Program financ.:Science and Technology Program of Xuzhou
Številka projekta:KC25033

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj