本網(wǎng)訊（通訊員 鄒蝶 朱麗娜）近日，電氣信息學院2023級碩士研究生鄒蝶（導師：黃自鑫、黃麗坤）以第一作者，黃自鑫教授為通信作者，在期刊《International Journal of Robust and Nonlinear Control》發(fā)表題為《Time-Optimal and Jerk-Continuous Trajectory Planning and Tracking Control of Robots via High-Order Fully Actuated System Theory Approaches》的學術論文（DOI：10.1002/rnc.70435）。
《International Journal of Robust and Nonlinear Control》作為控制理論與工程領域具有較高影響力的老牌期刊，于1991年創(chuàng)刊，影響因子為3.4。該期刊旨在鼓勵不確定線性和非線性系統(tǒng)的分析和設計技術的發(fā)展，致力于報道在調節(jié)和跟蹤系統(tǒng)的理論和設計等相關領域基礎研究與應用研究方面具有創(chuàng)新性和高水平的最新研究成果。
圖1 HOFASTA 控制策略
多自由度機械臂作為機器人工程、智能制造、自動化與智能控制領域的核心研究對象，是實現(xiàn)高精度作業(yè)、柔性協(xié)作及復雜環(huán)境自主操作的關鍵裝備，具有重要的理論研究價值與工程應用意義。本文提出了一種創(chuàng)新的軌跡規(guī)劃算法和跟蹤控制策略，該策略能夠確保機器人的連續(xù)運動，并最大限度地減少時間消耗，同時實現(xiàn)精確的軌跡跟蹤。首先，建立了系統(tǒng)的運動學模型和動力學模型，并使用等價變換將動力學模型轉換為一個高階全驅動系統(tǒng)模型。隨后，采用7階B樣條曲線插值法在關節(jié)空間內構建脈動連續(xù)的插值軌跡；以最短軌跡運動時間為優(yōu)化目標，將軌跡曲線與改進的粒子群優(yōu)化算法相結合進行優(yōu)化，優(yōu)化后的軌跡相比傳統(tǒng)粒子群算法，運動時間縮短了27.2%。在軌跡跟蹤控制方面，通過高階全驅系統(tǒng)理論方法，設計了一款實用的控制器。對比實驗表明，本文所采用的高階全驅系統(tǒng)方法（HOFASTA），在軌跡跟蹤精度與突加負載擾動下的魯棒性方面，均優(yōu)于傳統(tǒng)的非奇異快速終端滑模控制（NFITSMC）和模糊PID（FPID）控制器如圖2。
圖2 機械手各關節(jié)1至6的軌跡跟蹤曲線
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論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/rnc.70435
論文信息：Die Zou, Likun Huang, Wei Wang, Hao Liu, Zixin Huang*. Time-Optimal and Jerk-Continuous Trajectory Planning and Tracking Control of Robots via High-Order Fully Actuated System Theory Approaches, International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2026, DOI: 10.1002/rnc.70435
（審稿：謝春暉）
