华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (4): 102-112.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.240377
张永顺 刘志军 刘振虎 王莉
大连理工大学 高性能精密制造全国重点实验室,辽宁 大连 116024
ZHANG Yongshun LIU Zhijun LIU Zhenhu WANG Li
摘要:
针对当前球型关节普遍存在电磁驱动结构复杂,耦合磁场建模困难,磁矩奇异性等问题,设计了一种基于旋转共轴效应的永磁柔性直驱球型关节。在驱动原理方面,以三轴正交组合线圈产生的空间万向旋转磁场为驱动源,通过磁场内同步旋转永磁体转子产生的解耦侧向共轴磁矩驱动实现关节侧摆、俯仰两自由度运动。在提高系统抗干扰能力和抖振抑制方面,本文采用基于模糊算法优化的非奇异快速终端滑模控制方法实施控制,利用Lyapunov函数证明系统具有稳定性,仿真和试验表明系统抗干扰能力和抖振抑制效果良好,降低输出端轨迹误差,实现了球型关节期望轨迹的快速跟踪,改善了复杂环境的适应性。