End-trajectory sliding mode control algorithm design of hybrid polishing robot based on nonlinear disturbance observer - Sun, Bo (Strojniški vestnik, 2026)
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.
Keywords: dinamični model; disturbance observer; drsni način krmiljenja; dynamical model; hibridni polirni roboti; hybrid polishing robots; krmiljenje sledenja trajektoriji; opazovalnik motenj; sliding mode control; trajectory tracking control