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基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法及系统技术方案

技术编号:28055880 阅读:28 留言:0更新日期:2021-04-14 13:25
本公开提供了一种基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法及系统,获取移动机械臂的几何结构数据和运动状态数据;根据获取的数据,利用拉格朗日原理构建移动机械臂动力学方程;根据得到的移动机械臂动力学方程,进行内外环运动控制,内环采用基于非线性干扰观测器的鲁棒控制,外环采用反步法实现期望的任务空间轨迹向关节空间的转化;本公开采用具有非线性干扰观测器的PD+SMC控制器实现了对虚拟速度的跟踪,解决了动力学模型不能精确建模的问题,对于突发的时变未知干扰,采用非线性观测器对其观测实现了动态补偿。测器对其观测实现了动态补偿。测器对其观测实现了动态补偿。

【技术实现步骤摘要】
基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法及系统


[0001]本公开涉及在不确定环境下的差速驱动移动机械臂稳定跟踪控制技术领 域,特别涉及一种基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
,并不必然构成现有 技术。
[0003]移动机械臂是一种将移动平台和机械臂结合的即可移动又可完成作业任务 的机器人。其结合了移动机器人和固定基座机器人的优势,但随之而来的是其 控制难度大,需要面对多种的不确定因素和机器人内部耦合带来的影响。近年 来,移动机械臂因其具有众多优势而引起广泛引用并受到各行各业的高度关注。
[0004]然而,专利技术人发现,移动机械臂稳定控制仍是关注的热点内容与难题:
[0005]第一,移动机械臂是一个综合了移动机器人和固定基座机器人的复合系统, 其内部耦合作用对于机器人控制带来很大的影响;
[0006]第二,针对具有非完整约束的移动平台,其是典型的欠驱动的多约束的非 线性系统,这导致了整个系统是一个强耦合的关系;
[00本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法,其特征在于:包括以下步骤:获取移动机械臂的几何结构数据和运动状态数据;根据获取的数据,利用拉格朗日原理构建移动机械臂动力学方程;根据得到的移动机械臂动力学方程,进行内外环运动控制,内环采用基于非线性干扰观测器的鲁棒控制,外环采用反步法实现期望的任务空间轨迹向关节空间的转化。2.如权利要求1所述的基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法,其特征在于:内环采用具有干扰观测器的比例

微分滑膜控制策略进行速度跟随。3.如权利要求1所述的基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法,其特征在于:根据机械臂的几何结构数据和运动状态数据得到移动机械臂非完整约束,结合拉格朗日原理得到移动机械臂动力学方程。4.如权利要求1所述的基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法,其特征在于:将得到的动力学方程表示为包括两个状态的状态空间形式,并将集中干扰作为第三个状态,得到非线性干扰观测器。5.如权利要求1所述的基于非线干扰观测器的移动机械臂鲁棒控制方法,其特征在于:外环控制实现移动机械臂的运动学控制,采用反步法设计控制器,定义误差项,将移动机械臂的前向微分运动学方程代入移动机械臂运动学方程中得到当前状态的导数;定义候选的李雅普诺夫函数,求导并代入误差项和当前状态的导数,结合虚拟速度控制器,得到外环控制的运动学控制器。6.如权利要求1所述的基于非线干扰观测器...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋锐郑玉坤李凤鸣高嵩刘义祥李贻斌
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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