[發(fā)明專利]一種帶輸入磁滯的機器人混合時間控制方法、系統(tǒng)及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111370254.9
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114200831B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建暉;王晨;吳宇深;李詠華;杜泳萍;洪嘉純;鞏琪娟
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

1.一種帶輸入磁滯的機器人混合時間控制方法，其特征在于，包括：

將輸入磁滯模型化；

根據(jù)所述模型化后的輸入磁滯模型，構(gòu)建帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型；

根據(jù)所述帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型，確定控制機制；

根據(jù)所述控制機制，確定誤差系統(tǒng)和穩(wěn)定性函數(shù)；

根據(jù)所述誤差系統(tǒng)和所述穩(wěn)定性函數(shù)，對所述帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型的系統(tǒng)誤差進行收斂；

其中，所述根據(jù)所述帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型，確定控制機制，包括：

獲取所述帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型的第一系統(tǒng)狀態(tài)、第二系統(tǒng)狀態(tài)和期望輸出信號；

根據(jù)所述第一系統(tǒng)狀態(tài)和所述期望輸出信號，確定第一誤差變量；

根據(jù)所述第一誤差變量，確定第一虛擬控制律；

根據(jù)所述第二系統(tǒng)狀態(tài)和所述第一虛擬控制律，確定第二誤差變量；

根據(jù)所述第二誤差變量，確定第一估計值；

根據(jù)所述第二誤差變量和所述第一估計值，確定第二虛擬控制律；

根據(jù)所述第二虛擬控制律，確定控制矩陣；

根據(jù)所述第二誤差變量和所述控制矩陣，確定第二估計值；

根據(jù)所述控制矩陣和所述第二估計值，確定控制律；

根據(jù)所述控制律，結(jié)合觸發(fā)機制得到輸入信號；

根據(jù)所述輸入信號，確定實際輸入數(shù)據(jù)；

將所述實際輸入數(shù)據(jù)輸入所述帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型，然后返回獲取所述帶輸入磁滯的機器人系統(tǒng)模型的第一系統(tǒng)狀態(tài)、第二系統(tǒng)狀態(tài)和期望輸出信號這一步驟；

所述根據(jù)所述控制機制，確定誤差系統(tǒng)和穩(wěn)定性函數(shù)，包括：

根據(jù)所述控制機制，確定誤差系統(tǒng)，所述系統(tǒng)誤差的表達式為：

其中，z₁表示第一誤差變量，z₂表示第二誤差變量，x₁表示第一系統(tǒng)狀態(tài)，x₂表示第二系統(tǒng)狀態(tài)，α₁表示第一虛擬控制律，y_d表示期望輸出信號，表示期望輸出信號y_d的導(dǎo)數(shù)；

所述根據(jù)所述控制機制，確定誤差系統(tǒng)和穩(wěn)定性函數(shù)，還包括：

根據(jù)所述控制機制，確定穩(wěn)定性函數(shù)V₁，所述穩(wěn)定性函數(shù)V₁的表達式為：

其中，z₁表示第一誤差變量；

預(yù)設(shè)第一虛擬控制律α₁，第一虛擬控制律α₁的表達式為：

其中，c₁₁和c₁₂均為常數(shù)，且c₁₁0，c₁₂0；S₁表示第一分段函數(shù)；

預(yù)設(shè)第二虛擬控制律α₂的表達式如下：

其中，c₂₁和c₂₂均為常數(shù)，且c₂₁0，c₂₂0；S₂表示第二分段函數(shù)；表示第一估計值；J是轉(zhuǎn)動慣量；是第一虛擬控制律α₁的導(dǎo)數(shù)；M是連桿質(zhì)量；g是重力加速度；l是連桿長度；x₁＝q(t)，表示第一系統(tǒng)狀態(tài)，t表示時刻，q(t)表示t時的機器人關(guān)節(jié)角；

S₂的表達式如下：

其中，v₂為常數(shù)，且v₂0；

預(yù)設(shè)控制律控制律的表達式如下：

其中，K表示模糊矩陣，且h為常數(shù)，表示輸出配置函數(shù)，K^T表示K的轉(zhuǎn)置；H表示控制矩陣，H為1*2矩陣，且H＝[α₂,1]^T，α₂表示第二虛擬控制律；

由于K的值比較難獲取，這里對K的真值進行估計，定義估計誤差其中為第一估計值，且表示1/h的估計值，表示的估計值，進一步得到控制律的表達式如下：