Adaptive Task Space Non-Singular Terminal Super-Twisting Sliding Mode Control of a 7-DOF Robotic Manipulator

要約

このペーパーでは、7-DOFロボットマニピュレーターの堅牢な軌跡追跡のための適応性のあるゲインを備えた新しいタスクスペースの非シングル末端スーパーツイスチングスライドモード（NT-STSM）コントローラーを紹介します。
提案されているアプローチは、おしゃべり、未知の妨害、および回転モーショントラッキングの課題に対処し、器用な操作タスクにおけるハイドフマニピュレーターに適しています。
厳密な境界証明が提供され、実際の実装のためのゲイン選択ガイドラインを提供します。
外乱を伴うシミュレーションとハードウェア実験は、他のNT-STSMおよび従来のコントローラーと比較して、未知の妨害の下での制御努力が減少した、提案されたコントローラーの堅牢で正確な追跡を示しています。
結果は、提案されたNT-STSMコントローラーが複雑な動きにおけるチャタリングと不安定性を軽減し、器用なロボット操作とさまざまな産業用途のための実行可能なソリューションになることを実証しました。

要約(オリジナル)

This paper presents a new task-space Non-singular Terminal Super-Twisting Sliding Mode (NT-STSM) controller with adaptive gains for robust trajectory tracking of a 7-DOF robotic manipulator. The proposed approach addresses the challenges of chattering, unknown disturbances, and rotational motion tracking, making it suited for high-DOF manipulators in dexterous manipulation tasks. A rigorous boundedness proof is provided, offering gain selection guidelines for practical implementation. Simulations and hardware experiments with external disturbances demonstrate the proposed controller’s robust, accurate tracking with reduced control effort under unknown disturbances compared to other NT-STSM and conventional controllers. The results demonstrated that the proposed NT-STSM controller mitigates chattering and instability in complex motions, making it a viable solution for dexterous robotic manipulations and various industrial applications.

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