1.一种双机械臂系统有限时间参数辨识与位置同步控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:步骤1,建立双机械臂动力学模型;
双机械臂系统包含2个单机械臂,且每个机械臂有2个关节,其模型表示成如下形式:其中 分别为机械臂的关节角位置矢量,速度矢量和加速度矢量,M(q)=diag([M1(q)M2(q)])为机械臂的正定惯性矩阵,表示离心力和哥氏力矩阵,为作用在关节上的重力矢量, 为关节控制输入力矩矢量;
步骤2,定义双机械臂跟踪误差、同步误差及均值耦合误差,过程如下:
2.1,定义双机械臂跟踪误差e为:e=qd-q (2)其中, 为关节角位置误差, 为期望的关节角位置矢量;
2.2,定义双机械臂同步误差ε为:ε=Te (3)其中 I为单位对角阵;
2.3,定义双机械臂均值耦合误差E为:E=e+βε=Ae (4)其中 A=I+βT是耦合系数矩阵,β=diag([β1 β2])代表同步系数,且为正定矩阵;
步骤3,设计自适应有限时间参数估计律和控制器,过程如下:
3.1,设计终端滑模面为:其中 λ1>0为控制参数,l1=(2-γ)μγ-1,l2=(γ-1)μγ-2,0<γ<1为常数,μ>0是一个小的正数,辅助矩阵 和其微分形式 的表示形式为:
3.2,定义辅助矩阵 回归矩阵 如下:其中 是已知的回归矩阵,θ是未知的参数;
由式(1),式(5),式(7)和式(8)得:其中
由式(8)和式(9)得:
3.3,将回归矩阵 进行如下滤波操作:其中 和τf分别是 和τ滤波后的变量,k是调节参数;
由式(10)和式(11)得:其中 为 滤波后的变量;
3.4,定义两个动态方程P和Q如下:其中,l是调节参数;P(0)、Q(0)分别是P和Q的初值;
由式(13)得:
3.5,由式(12)和式(14)得到关于参数误差的信息:Q=Pθ (15)其中 为θ的估计值,为估计误差;
3.6,设计自适应参数估计律为:其中Γ>0,κ1>0为自适应增益矩阵,0<ρ<1为常数;
3.7,设计自适应控制器为:其中K11>0为控制器参数;
3.8,设计李雅普诺夫函数为:对V求导得:
将式 ( 9) 和式 (1 7 ) - ( 1 8) 代 入式 (2 0 ) ,得 到 其中λmax(·)和λmin(·)为对应矩阵的最大和最小特征值,由此判定系统是稳定的,并且状态量在有限时间内收敛。