基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法及系统技术方案

技术编号:41243837 阅读:61 留言:0更新日期:2024-05-09 23:55
本公开涉及机器人控制技术领域,提出了一种基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法及系统,基于欠驱动机器人系统非线性动力学特性与耦合关系,将具有较强耦合关系的可驱动变量与非驱动变量动态组合到同一高阶辅助变量中,使欠驱动机器人的非线性动力学模型转化为关于该辅助变量的全驱系统结构,基于全驱系统理论对欠驱动机器人进行控制。有效利用了全驱系统模型特性与结构优势,并且无需精确的模型信息,巧妙地将线性系统控制的设计思路扩展至一类非线性欠驱动机器人,能够较为方便地改进控制器,在不影响机器人的闭环系统稳定性分析的前提下,有利于提高欠驱动机器人的抗干扰性能、控制精度及工作效率,具有较好的实用价值与应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及机器人控制相关,具体地说,是涉及一种基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法及系统


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息,并不必然构成在先技术。

2、实际应用中,许多机械系统都呈现出欠驱动特性,包括各类起重机、无人机、移动机器人、柔性机械臂、水面舰艇等,他们的独立控制量少于实际运动自由度,可统称为欠驱动机器人。此类系统在港口物流、工业制造、航空航天、医疗服务和搜索救援等领域发挥重要作用。欠驱动机器人在多个领域具有广泛的应用价值。因此,如何对此类机器人实施高效准确的控制变得尤为关键,高效准确的控制可以保证系统稳定性,降低能耗,并提高作业精度与效率。

3、对于欠驱动机器人而言,其可驱动部分控制着整个系统的运动,而非驱动部分则受控于可驱动部分的影响。根据其结构特性,可大致将欠驱动机器人分为省去部分执行机构的欠驱动机器人、具有非完整约束的欠驱动机器人等。实际应用中,欠驱动机器人具有复杂的非线性动力学特性,通常伴随着外部扰动、无法有效建模的未知动态、参数不确定等因素的持续影响,特别是难以对非驱动变量本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于:基于欠驱动机器人系统非线性动力学特性与耦合关系,将具有较强耦合关系的可驱动变量与非驱动变量动态组合到同一高阶辅助变量中,使欠驱动机器人的非线性动力学模型转化为关于该辅助变量的全驱系统结构,基于全驱系统理论对欠驱动机器人进行控制。

2.如权利要求1所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.如权利要求2所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.如权利要求2所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征...

【技术特征摘要】

1.基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于:基于欠驱动机器人系统非线性动力学特性与耦合关系,将具有较强耦合关系的可驱动变量与非驱动变量动态组合到同一高阶辅助变量中,使欠驱动机器人的非线性动力学模型转化为关于该辅助变量的全驱系统结构,基于全驱系统理论对欠驱动机器人进行控制。

2.如权利要求1所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.如权利要求2所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.如权利要求2所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于,包括如下步骤:基于动力学模型中可驱动变量及非驱动变量之间的非线性耦合关系,构建辅助变量的二阶导数与可驱动变量、非驱动变量及可驱动变量跟踪误差的非线性关系。

5.如权利要求2所述的基于全驱系统理论的欠驱动机器人自适应控制方法,其特征在于,包括如下步骤:基于可驱动变量...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨桐孙宁吴庆祥方勇纯
申请(专利权)人:南开大学深圳研究院
类型:发明
国别省市:

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