[发明专利]一种混合悬浮微重力环境下带有单关节机械臂的组合体自主控制方法

权利要求书

1.一种混合悬浮微重力环境下带有单关节机械臂的组合体自主控制方法，其特征在于，包括，

步骤一，将组合体等效为水下机器人，建立运动学方程和动力学方程；

步骤二，通过径向基神经网络对组合体的动力学方程进行逼近，得到径向基神经网络对应的控制力和力矩，表示为

步骤三，通过滑模控制方法得到滑模控制对应的控制力和力矩，表示为τ_smc；

步骤四，将步骤二中神经网络对应的控制力和控制力矩，与步骤三中滑模控制法得到的控制力和控制力矩合成后，通过推力分配得到各个推进器的推力以及关节扭矩组成的广义向量u_d如下，

通过径向基神经网络对推进器的推力偏差进行逼近，得到推力偏差估计值

步骤五，合并步骤二至步骤四中得到的结果，得到推进器推进力和关节扭矩组成的广义向量u，其中，为推力分配矩阵B的广义逆矩阵；从而得到推进器推力和关节扭矩实现对组合体的自主控制。

2.根据权利要求1所述的一种混合悬浮微重力环境下带有单关节机械臂的组合体自主控制方法，其特征在于，步骤一中，

建立的组合体运动学方程如下，

ξ.=η.1η.2q.J1(η)O3×3O3×nO3×3J2(η)O3×nOn×3On×3Inv1v2q=J′(η)ζ;]]>

其中，表示在地固坐标系中实验体的位置和姿态向量；表示在体固坐标系中实验体的线速度和角速度向量；为体固坐标系与地固坐标系中线速度的变换矩阵；J₂(η)为体固坐标系与地固坐标系中角速度的变换矩阵；q为机械臂的关节转角；

建立的组合体动力学方程如下，

M(q)ζ.+C(q,ζ)ζ+D(q,ζ)ζ+g(q,η)=τ;]]>

其中，

M(q)∈R^(6+n)×(6+n)，为组合体和附加质量所引起的惯性矩阵；

C(q,ζ)∈R^(6+n)×(6+n)，为组合体和附加质量所引起的向心力和科氏力矩阵；

D(q,ζ)∈R^(6+n)×(6+n)，为水动力阻尼矩阵；

g(q,η)∈R⁽⁶⁺ⁿ⁾，为重力和浮力向量；

τ∈R⁽⁶⁺ⁿ⁾，为广义力向量；

R表示实数，根据上标不同可以表示实向量或实矩阵；

n代表机械臂的自由度。