码垛机器人在高速重载运行情况下，关节柔性的影响不容忽略，要实现对码垛机器人基于能耗最优轨迹的高速高精度运动控制，就对控制系统的设计提出了更高的要求。由于高速码垛对于机器人的快速启停性能有很高的要求，所以需要考虑机器人在低速运行情况下阻尼的影响。本章将从高速高精度的性能要求出发，首先对机器人进行摩擦辨识，以减小低速运行情况下摩擦对控制的影响。之后使用模糊变结构滑模控制算法对机器人进行控制，并加入摩擦补偿，以提高机器人运行的轨迹跟踪精度，改善其动态响应性能，最后通过仿真分析验证上述算法的有效性。
4.2机器人关节的摩擦辨识 4.2.1 LuGre摩擦模型 在机器人系统中，关节摩擦的存在是影响机器人高动态性能的重要因素。常用的摩擦模型主要有静态模型及动态模型。静态模型能反映出摩擦力的变化趋势，但不能描述摩擦的动态变化过程，所以考虑使用动态模型对关节摩擦进行描述。较为经典的动态摩擦模型是LuGre模型，它能较好地解释摩擦学中的Stribeck效应，基本原理如图4-1所示，其中，v为鬃毛的平均弹性变形，为接触面间的相对移动速度。