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专利号: 2020109324779
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.受非匹配干扰机器人的位置跟踪控制方法,包括受非匹配干扰的机器人、非线性干扰观测器、自适应律模块、指数滑模控制器;其特征在于,包括如下步骤:a、将机器人受到的非匹配干扰d1及其导数定义为集中扰动D;

b、设计非线性干扰观测器对机器人受到的集中扰动D进行估计,得到估计值c、采用自适应律对集中扰动的界γ进行估计,得到其估计值d、设计指数滑模控制器τ对机器人进行控制,使得对非匹配干扰抑制的同时实现机器人的实际位置对其期望位置的跟踪;

所述非线性干扰观测器的输入包括机器人的位置误差e,e=q‑qd,其中q为机器人的实际位置,qd为机器人的期望位置;集中扰动的界的估计值 以及指数滑模控制器的输出τ;

所述非线性干扰观测器的输出为集中扰动的估计值所述非线性干扰观测器表达式为:

其中,β为非线性干扰观测器的状态变量,为其一阶导数;x1和x2分别为机器人的实际‑1

位置和速度,x1=q, M(x1)为机器人的正定惯性矩阵,M (x1)为其逆矩阵;C(x1,x2)为哥氏力和离心力项;G(x1)为重力项;τ为指数滑模控制器的输出;δ为正常数;为集中扰动的界的估计值;α为干扰观测器的辅助变量;xd1为机器人的期望位置, 为其一阶导数,为其二阶导数;e为位置误差,为其一阶导数; 为集中扰动的估计值。

2.根据权利要求1所述的受非匹配干扰机器人的位置跟踪控制方法,其特征在于:所述自适应律模块的输入包括位置误差e和机器人的速度 所述自适应律模块的输出是集中扰动的界的估计值

3.根据权利要求2所述的受非匹配干扰机器人的位置跟踪控制方法,其特征在于:所述集中扰动的界的估计值 表达式为:其中,为集中扰动的界的估计值,为其一阶导数;ε为正常数;α为干扰观测器的辅助变量。

4.根据权利要求1所述的受非匹配干扰机器人的位置跟踪控制方法,其特征在于:所述指数滑模控制器的输入包括机器人的位置误差e,机器人的速度 机器人的期望位置qd,机器人的实际位置q,集中扰动的估计值 所述指数滑模控制器的输出为τ。

5.根据权利要求4所述的受非匹配干扰机器人的位置跟踪控制方法,其特征在于:所述指数滑模控制器的输出τ表达式为:‑1

其中,x1和x2分别为机器人的实际位置和速度;M(x1)为机器人的正定惯性矩阵,M (x1)为其逆矩阵;C(x1,x2)为哥氏力和离心力项;G(x1)为重力项;xd1为机器人的期望位置, 为其一阶导数, 为其二阶导数; 为集中扰动的估计值;c为正常数;K为常数切换增益;σ为滑模面s减去α的差值,即:σ=s‑α,滑模面 h为正常数;sgn(.)是符号函数;α为干扰观测器的辅助变量;为位置误差e的一阶导数。