基于模糊观测器的柔性关节机器人系统事件触发控制方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN114280924A

(43)申请公布日2022.04.05

(21)申请号CN202111576168.3

(22)申请日2021.12.21

(71)申请人南京理工大学

地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号

(72)发明人马倩谢迎康徐胜元

(74)专利代理机构32203南京理工大学专利中心

代理人薛云燕

(51)Int.CI

G05B13/02

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于模糊观测器的柔性关节机器人

系统事件触发控制方法

(57)摘要

本发明公开了一种基于模糊观测器

的柔性关节机器人系统事件触发控制方

法，步骤如下：建立柔性关节机器人系统

的动态方程；根据输出信息，设计自适应

模糊观测器；基于模糊观测器设计虚拟控

制率；设计事件触发机制与输出反馈控制

器；将控制器应用于柔性关节机器人系

统，得到闭环机器人系统；通过输出数

据，更新观测器中的自适应参数，进而更

新控制器。本发明能够在仅有输出信息的

情况下，实现柔性关节机器人系统在一定

误差内的跟踪控制，适用于模型未知的系

统，并且能够有效地节约通信资源，防止

数据冗余。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

2022-04-05公开发明专利申请公布

实质审查的生效IPC(主分

类):G05B13/02专利申请

2022-04-22实质审查的生效

号:2021115761683申请

日

2023-10-31授权发明专利权授予

权利要求说明书

1.一种基于模糊观测器的柔性关节机器人系统事件触发控制方法,其特征在于,所述

方法包括以下步骤:

步骤1:建立柔性关节机器人系统的动态方程;

步骤2:根据柔性关节机器人系统的输出信息,设计自适应模糊观测器;

步骤3:基于模糊观测器设计虚拟控制率;

步骤4:设计事件触发机制与输出反馈控制器;

步骤5:将控制器应用于柔性关节机器人系统,得到闭环机器人系统;

步骤6:通过输出数据,更新观测器中的自适应参数,进而更新控制器。

2.根据权利要求1所述的基于模糊观测器的柔性关节机器人系统事件触发控制方法,

其特征在于,步骤1所述建立柔性关节机器人系统的动态方程,具体如下:

通过公式

其中

分别表示连杆位置、速度和加速度矢量,M(q)∈R

n×n

是一个对称正定的惯性矩阵;

是科里奥力和向心力矩阵,G(q)∈R

n

是重力矢量,

代表摩擦项;

分别表示转子角位置、速度和加速度矢量;正定对角矩阵K∈R

n×n

,J∈R

n

×n

,B∈R

n×n

分别表示关节柔性、可动性和自然阻尼项;u∈R

n

是每个执行器上的扭矩输入;令x

1

=q,

x

3

=q

m

,

得到如下状态空间表达式

3.根据权利要求1所述的基于模糊观测器的柔性关节机器人系统事件触发控制方法,

其特征在于,步骤2所述根据柔性关节机器人系统的输出信息,设计自适应模糊观测

器,具体如下:

定义IF-THEN规则和模糊集的隶属度函数,设计如下自适应模糊观测器:

其中,

为x(t)=(x

1

(t),x

2

(t),x

3

(t),x

4

(t))的