1.一种电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：利用欧拉‑拉格朗日动力学模型描述机器人单连杆机械臂的动力学方程，根据动力学方程得到具有非匹配干扰的不确定纯反馈非线性系统的状态方程；

所述步骤1中，具有非匹配干扰的不确定纯反馈非线性系统的状态方程由下式表示：其中， u∈R,y∈R分别为系统的状态向量、控制输入与控制输出，为未知光滑连续函数， 为已知光滑函数且满足gi,s≤|gi|≤gi,m，gi,s和gi,m是已知常数，di(t)∈R代表未知外部扰动，i＝1,2,...,n；

步骤2：设计有限时间性能函数来约束跟踪误差变量进而实现系统的跟踪控制满足规定性能的控制目标；

所述步骤2中，构建的有限时间性能函数为：其中，l, ρtr是正参数，初始值为ρ(0)＝ρ0+ρtr，系统的收敛时间表示为所述步骤2中得到的新的误差变量具体如下：根据有限时间性能函数和跟踪误差λ1＝y‑yd，yd为参考轨迹，新的误差变量 被设计为如下形式：由上式可以知道 利用arctan函数和有限时间性能函数的性质得到跟踪误差预定义的性能指标‑ρ(t)＜λ1(t)＜ρ(t)；

步骤3：结合模糊逻辑系统的万能逼近原理、动态面控制和非线性干扰观测器的Backstepping方法来设计虚拟控制、实际输入、自适应更新律、非线性干扰观测器来满足控制目标；

步骤4：构造合适的Lyapunov函数V，验证所设计的有限时间预定性能模糊自适应控制方法能否在有限时间内使得闭环系统稳定；具体过程为：对V函数进行求导并且代入步骤3所设计的虚拟控制、实际输入、自适应更新律和非线性干扰观测器，计算V的导数，验证其是否满足有限时间稳定性判据 若满足，则所设计的控制器能够实现系统的有限时间收敛，若不满足，需要调整设计的虚拟控制、实际控制输入、模糊自适应更新律和非线性干扰观测器，直至不等式 成立；

步骤5：依据Lyapunov稳定性理论来对步骤1至步骤4的方法进行稳定性分析，证明该自适应控制方法能保证所有闭环系统变量在有限时间内稳定，同时跟踪误差能在规定时间内满足预先设定的性能指标。

2.根据权利要求1所述的电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤3中具体包括：

1)控制目标包括：

目标1：所研究的控制器在外部干扰下使系统输出y在有限时间内遵循参考轨迹yd；

目标2：闭环系统是半全局实际有限时间稳定；

目标3：稳态跟踪误差和收敛时间满足预定义的性能指标；

2)设计的变量表示为：

ei＝xi‑ψi,

ηi＝ψi‑αi,

其中，ei代表误差变量，ψi和αi分别为滤波器的输出和输入， 表示模糊逻辑系统的权值向量， 是其估计值， 则代表模糊逻辑系统权值的估计误差。

3.根据权利要求2所述的电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤3中，满足控制目标的虚拟控制、实际输入和自适应更新律包括：其中，ki,1,ki,a表示设计参数， φi为模糊逻辑系统基函数； 是复合干扰的估计值并且由非线性干扰观测器输出。

4.根据权利要求3所述的电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：步骤41：根据具有非匹配干扰的不确定纯反馈非线性系统的状态方程和 对误差变量e1进行求导，计算得到：使用模糊逻辑系统去估计未知非线性函数f1，表示为 其中， 表示估计值与实际值之间的误差且满足 因此，式(1)可重新写为：其中， 是复合干扰且假设其满足 d1,1,d1,m是正设计参数；

设计非线性干扰观测器，用于估计未知复合干扰D1，其形式为：定义 并且根据式(3)，对 进行求导，得到：根据虚拟控制和自适应更新律，采用一个时间常数为γ2的一阶滤波器，虚拟控制α2通过滤波器之后可得新的变量ψ2，即：其中，γ2＞0；

定义η2＝ψ2‑α2并且对其取关于时间的导数，得到：其中， 是一个连续的函数且满足|ε2|≤p2,p2＞0是一个标量，ε2(·)表示为下式：考虑下面的正定Lyapunov函数为

对V1求关于时间的导数，可得：

根据Young不等式，可以得到：

除此之外，有

将式(10)和式(11)代入式(9)中去，进行放缩，得到：步骤42：对Vi求关于时间导数，计算得到 表示为：步骤43：对Vn求关于时间导数，计算得到 表示为：

5.根据权利要求4所述的电机驱动单连杆机械臂的自适应控制方法，其特征在于，所述步骤5的分析验证过程包括：整合闭环系统的Lyapunov函数为如下形式：对V求关于时间的导数并且整合计算，可得：定义：

因此，式(16)可以转化为：

根据以下不等式

将式(19)代入到式(18)中，得到：定义：

易得：

计算化简式(22)，可以得到对所有的t≥Ts时， 成立，其中，c是一个常数且满足0＜c≤1，得到的收敛时间Ts用下式表示：闭环系统的所有信号 都是半全局实际有限时间稳定的，跟踪误差停留在由有限时间性能函数ρ预定义的规定区域内，根据有限时间性能函数的定义可知，跟踪误差e1在预定义的时间内收敛到预定义的跟踪误差 里面；通过上述的分析，证实了基于复合干扰观测器的非线性系统预定性能有限时间模糊自适应动态面控制策略达到了目标。