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龍圖騰網(wǎng)獲悉江蘇大學(xué)申請(qǐng)的專(zhuān)利一種并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114879491B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202210370894.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B13/04；該發(fā)明授權(quán)一種并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制方法是由高國(guó)琴;秦秋月設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-04-08向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本一種并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制方法。針對(duì)并聯(lián)機(jī)器人，建立含建模誤差、機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)摩擦與外部干擾等集總干擾項(xiàng)的動(dòng)力學(xué)模型；其次，設(shè)計(jì)具有自適應(yīng)切換增益的并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)滑模控制器，通過(guò)針對(duì)其切換增益設(shè)計(jì)制約函數(shù)自適應(yīng)律，以突破需獲取干擾上界信息限制，使系統(tǒng)能夠快速克服干擾作用，并削弱滑模控制抖振；然后，設(shè)計(jì)具有自適應(yīng)帶寬增益的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，以突破需干擾項(xiàng)變化率為零條件限制，減小初始觀測(cè)誤差峰值，實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾的實(shí)時(shí)估計(jì)和補(bǔ)償，從而降低滑模控制器負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)魯棒性并削弱滑模控制抖振。本發(fā)明能夠提高并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)抗擾性能，并使滑模控制抖振明顯減小，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人高魯棒性運(yùn)動(dòng)控制。

本發(fā)明授權(quán)一種并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制方法，其特征在于，包括如下步驟：1針對(duì)并聯(lián)機(jī)器人，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并建立含并聯(lián)機(jī)器人建模誤差、機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)摩擦與外部干擾的集總干擾項(xiàng)的動(dòng)力學(xué)模型；2根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求，確定并聯(lián)機(jī)器人末端位姿的期望運(yùn)動(dòng)軌跡；3基于步驟1所建立的并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)一種具有自適應(yīng)切換增益的并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)滑模控制器，通過(guò)針對(duì)其切換增益設(shè)計(jì)制約函數(shù)自適應(yīng)律，以突破需獲取干擾上界信息限制，使并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)能夠快速克服干擾作用，并削弱滑模控制抖振；4基于步驟3，設(shè)計(jì)一種具有自適應(yīng)帶寬增益的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器，以突破需干擾項(xiàng)變化率為零條件限制，減小觀測(cè)值的初始觀測(cè)誤差峰值，實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)干擾的實(shí)時(shí)估計(jì)和補(bǔ)償，從而降低滑模控制器克服系統(tǒng)干擾的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)魯棒性，并進(jìn)一步削弱滑模控制抖振；5基于“上位機(jī)+下位機(jī)”的分布式結(jié)構(gòu)構(gòu)建并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制系統(tǒng)，上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，下位機(jī)為多軸運(yùn)動(dòng)控制器；6將計(jì)算所得的并聯(lián)機(jī)器人各主動(dòng)關(guān)節(jié)控制量發(fā)送至各個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使并聯(lián)機(jī)器人按期望軌跡運(yùn)動(dòng)；所述步驟3具體過(guò)程為：采用Lagrange法建立含并聯(lián)機(jī)器人建模誤差、機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)摩擦與外部干擾的集總干擾項(xiàng)的動(dòng)力學(xué)模型為： 式中，分別為并聯(lián)機(jī)器人各主動(dòng)關(guān)節(jié)的位姿、速度和加速度；為含并聯(lián)機(jī)器人建模誤差、機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)摩擦與外部干擾的集總干擾項(xiàng)，分別為名義慣性矩陣，名義哥氏力和離心力項(xiàng)，名義重力項(xiàng)；ΔMx∈Rn×n，ΔGx∈Rn為模型誤差；且有Ft∈Rn為摩擦力項(xiàng)，τd是外部干擾項(xiàng)，τ為主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力力矩；令 式中，分別為并聯(lián)機(jī)器人末端位姿的位姿誤差、速度誤差；分別為并聯(lián)機(jī)器人末端位姿的期望位姿與速度；由式2設(shè)計(jì)滑模面： 式中，η＝diagη1,η2,…,ηn，η1,η2,…,ηn均為可調(diào)參數(shù)，滿(mǎn)足Hurwitz穩(wěn)定判據(jù)；將式3滑模面兩端對(duì)時(shí)間進(jìn)行求導(dǎo)得： 式中，分別為并聯(lián)機(jī)器人末端位姿實(shí)際加速度與期望加速度；選取趨近律為： 式中，λ＝diagλ1,λ2,…,λn；針對(duì)式5，設(shè)計(jì)一種調(diào)整并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)滑模控制切換增益λ的制約函數(shù)自適應(yīng)律如下： 式中，λat和λbSt分別為在和時(shí)刻切換增益λ的取值，均為可調(diào)參數(shù)，t為滿(mǎn)足不等式的最小解，其中ε是與動(dòng)力學(xué)滑模變量收斂的鄰域有關(guān)的可調(diào)參數(shù)，通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性分析可得滑模變量有限的收斂時(shí)間；結(jié)合式1、3、5、6，整理得到具有自適應(yīng)切換增益的并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)滑模控制律為： 所述步驟4的具體過(guò)程為：定義 式中，為并聯(lián)機(jī)器人末端位姿速度；τ為主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力力矩；D為并聯(lián)機(jī)器人集總干擾項(xiàng)；τa、α1與α2為定義的輔助變量；G為重力項(xiàng)；C為哥氏力和離心力項(xiàng)；根據(jù)式1，設(shè)計(jì)一種并聯(lián)機(jī)器人能夠突破需干擾項(xiàng)變化率為零條件限制的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器如下： 式中，ea為并聯(lián)機(jī)器人末端位姿速度實(shí)際值與觀測(cè)值的誤差；M為慣性矩陣；ζ1＝diag2ω0,2ω0,…,2ω0，ζ2＝diagω02,ω02,…,ω02；ω0為與觀測(cè)器增益有關(guān)的可調(diào)常數(shù)；分別為α1,α2的觀測(cè)值，且有根據(jù)跟蹤誤差e設(shè)計(jì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器帶寬增益自適應(yīng)律如下： 式中，為在系統(tǒng)可接受誤差范圍內(nèi)的可調(diào)參數(shù)；分別為觀測(cè)器增益的下限和上限，其中參數(shù)ω0從到的過(guò)渡過(guò)程可表示為 式中，tt為可調(diào)的過(guò)渡時(shí)間，t1為滿(mǎn)足誤差條件時(shí)，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻點(diǎn)；通過(guò)設(shè)計(jì)上述帶寬增益自適應(yīng)律，并對(duì)tt的合理選取能夠保證自適應(yīng)帶寬增益擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)集總干擾項(xiàng)的觀測(cè)精度且減小觀測(cè)值的初始觀測(cè)誤差峰值；將式9中對(duì)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型中集總干擾項(xiàng)估計(jì)值代入式7，可得并聯(lián)機(jī)器人雙自適應(yīng)高魯棒性控制律為：τ＝τ1+τ213式中，τ1為并聯(lián)機(jī)器人自適應(yīng)切換增益動(dòng)力學(xué)滑模控制器部分控制量，τ2為自適應(yīng)帶寬增益擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)集總干擾項(xiàng)的補(bǔ)償量，有

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