論文の概要: Time-delay Control Using a New Nonlinear Adaptive Law for Cable-Driven Robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.26383v1
- Date: Wed, 29 Jul 2026 01:35:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-30 21:06:25.509243
- Title: Time-delay Control Using a New Nonlinear Adaptive Law for Cable-Driven Robots
- Title（参考訳）: ケーブル駆動ロボットの新しい非線形適応法則を用いた時間遅延制御
- Abstract要約: 本稿では,ケーブル駆動ロボットのための時間遅延推定(TDE)に基づく適応分数次非特異終端スライディングモード制御手法を提案する。
堅牢なコントローラは、TDEベースのモデルフリーフレームワーク内に構築されている。
主な貢献は、適応指数項を更新ゲインに導入し、非線形適応機構を形成する新しい適応法則である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8953069101099516
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cable-driven manipulators exhibit strong nonlinearities and low structural stiffness, which make precise control challenging under time-varying uncertainties and external disturbances. This paper presents a time-delay-estimation (TDE)-based adaptive fractional-order nonsingular terminal sliding mode (AFONTSM) control strategy for cable-driven robots. A robust controller is constructed within a TDE-based model-free framework by combining fractional-order nonsingular terminal sliding mode error dynamics with a fast terminal sliding mode reaching law. The main contribution is a new adaptive law that introduces an adaptive exponential term into the update gain to form a nonlinear adaptive mechanism. This design improves adaptive regulation under different operating conditions by suppressing noise-induced chattering during smooth tracking while preserving or enhancing the adaptive gain during trajectory reversal. Lyapunov analysis proves the ultimate uniform boundedness of the tracking error. Experimental results show that, compared with the baseline method, the proposed controller reduces RMSE by 34.52% and 31.11%, ITAE by 33.79% and 32.97%, and ISCT by 6.69% and 17.77% for the two joints, respectively. Further comparisons with recently reported adaptive laws demonstrate that the proposed law provides faster adaptive response, more stable gain evolution, and improved chattering suppression. Additional payload tests further verify the robustness and repeatability of the proposed method.
- Abstract（参考訳）: ケーブル駆動マニピュレータは強い非線形性と低い構造剛性を示すため、時間変化の不確かさや外乱の下では正確な制御が困難である。
本稿では,ケーブル駆動ロボットに対する時間遅延推定(TDE)に基づく適応分数次非特異終端スライディングモード(AFONTSM)制御手法を提案する。
高速終端スライディングモード到達法則と分数次非特異終端スライディングモード誤差ダイナミクスを組み合わせることで、TDEベースのモデルフリーフレームワーク内にロバストコントローラを構築する。
主な貢献は、適応指数項を更新ゲインに導入し、非線形適応機構を形成する新しい適応法則である。
この設計は、軌道反転時の適応利得を保ち、かつ、スムーズな追従中における雑音による発声を抑制することにより、異なる動作条件下での適応規制を改善する。
リャプノフ解析は、追跡誤差の最終的な一様有界性を証明している。
実験結果から,本方式と比較してRMSEを34.52%,31.11%,ITAEを33.79%,ITAEを32.97%,ISCTを6.69%,ISCTを17.77%削減した。
最近報告された適応法則との比較により、提案法則はより高速な適応応答、より安定したゲイン進化、より優れた発声抑制を提供することが示された。
追加のペイロードテストでは、提案手法の堅牢性と再現性をさらに検証する。
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