针对机械臂在接触操作物时进行移动时位置会产生偏差,导致两者之间会有作用力,该作用力将会对操作的物体产生破坏。所以先对机械臂采用滑膜控制,去控制机械臂更好的跟随路径。但是由于滑膜控制会产生抖振,所以改变滑膜控制的切换函数,减弱控制系统的抖振。在此基础上考虑机械臂末端位置的偏差,将阻抗控制和改进后的滑膜控制结合,减少滑膜控制中的抖振,控制机械臂末端力的接触力在合适范围之内,同时要让机械臂能够很好的跟踪预定曲线。仿真结果表明,双曲正切为切换函数的滑膜控制,能更好的降低控制器的抖振,而且将改进的滑膜控制和阻抗控制可以更好的控制机械臂末端的压力,同时机械臂末端也能将好的跟踪设定曲线。

为满足液压设备多缸同步操作的控制需求,提出一种针对多缸液压设备的非线性模糊滑模控制算法;以多缸液压设备的控制特性为基础建模,获取模型切换函数;借助液压缸与负载力平衡方程,完成多级液压缸的换级处理,再联合液压设备同步速度计算结果,确定节流缓冲控制条件,实现对设备的同步控制;利用AMESim软件设计仿真实验,得到加速度、速度、位移差三项指标数值,其中加速度最大值为0.013 m/s2、速度最大值为0.031 m/s、位移差最大值为0.38 m,数值分析结果显示非线性模糊滑模控制算法能够更好地控制多缸液压设备的同步操作需求,控制效果显著优于传统控制算法。

针对电液伺服系统的控制特点和性能要求,将滑模变结构控制策略应用到典型电液伺服控制系统中,进行了详细的理论分析和实验研究。首先对典型电液伺服控制系统进行了理论分析,建立了数学模型,并通过仿真验证了滑模变结构控制算法的合理性和有效性。其次,进行了实验研究,采用LabVIEW软件编制出实时控制程序,以材料试验机为被控对象进行实时控制,取得了良好的控制效果。

针对典型电液伺服系统，用存在条件及到达条件确定切换函数和变结构控制律，设计了滑模控制器。仿真结果表明，基于比例切换控制方法设计的滑动模态变结构控制系统，优于传统的PID控制系统。

以往热轧卷取机在卷取开始时，由于带钢头部搭头部位与助卷辊发生冲撞，产生过大的冲击。笔者参考实际现场卷取工艺，研制了电液踏步控制系统，以实现助卷辊对台阶的自动回避。针对实验室建造的热轧卷取机踏步控制半物理实验模型，设计了一种滑模变结构控制器，通过设计切换函数以保证系统具有良好的动态特性。仿真结果表明：变结构控制能够有效地克服系统变参数的影响，可以取得较高的伺服跟踪效果，使系统具有较强的鲁棒性和良好的动态性能。