[发明专利]网络Euler‑Lagrange系统分布式模糊协同跟踪控制方法

权利要求书

1.网络Euler-Lagrange系统分布式模糊协同跟踪控制方法，其特征在于它按以下步骤实现：

步骤1：对跟随双关节机械臂智能体的Euler-Lagrange动力学模型进行处理，将模型的非线性不确定项根据其来源进行分类得到和

步骤2：采用自适应模糊控制系统设计，分别实现对模型的两类非线性不确定项和进行动态在线逼近；

步骤3：采用分布式自适应模糊协同跟踪控制算法，设计τ_i使所有的跟随双关节机械臂智能体能渐近跟踪领航双关节机械臂智能体的转动角，使跟踪误差q_i-q₀趋近于零，为控制输入；其中，所述q_i为跟随双关节机械臂智能体i的转动角，且i＝1,2,…,n，q₀表示领航双关节机械臂智能体的转动角。

2.根据权利要求1所述的网络Euler-Lagrange系统分布式模糊协同跟踪控制方法，其特征在于所述步骤1具体为：

已知M_i(q_i)，和g_i(q_i)的标称值和i＝1,…,n表示跟随双关节机械臂智能体的编号，并且各跟随双关节机械臂智能体能获得自身所有转动角、转动角速度和转动角加速度信息，第i个跟随双关节机械臂智能体的动力学模型可以写成如下Euler-Lagrange形式：

$M_i^0\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i+C_i^0(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i+g_i^0\left(q_i\right)={\mathrm{\τ}}_i+{\mathrm{\ρ}}_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i,{\stackrel{\·\·}{q}}_i)---\left(1\right)$

其中：

${\mathrm{\ρ}}_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i,{\stackrel{\·\·}{q}}_i)=e_{mi}\[M_i\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i\]+e_{ci}\[C_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i\]+e_{gi}\[g_i\left(q_i\right)\]-{\mathrm{\δ}}_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i,{\stackrel{\·\·}{q}}_i)$

$e_{mi}\[M_i\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i\]=M_i^0\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i-M_i\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i$

$e_{ci}\[C_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i\]=C_i^0(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i-C_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i$

$e_{gi}\[g_i\left(q_i\right)\]=g_i^0\left(q_i\right)-g_i\left(q_i\right)$

q_i为第i个跟随双关节机械臂智能体的转动角；

为第i个跟随双关节机械臂智能体的转动角速度；

为第i个跟随双关节机械臂智能体的转动角加速度；

为对称正定的惯量矩阵，为Coriolis力和偏心力，为广义有势力，为控制输入，是由摩擦、外部扰动以及负载变化引起的模型广义不确定项；

考虑到由摩擦、外部扰动引起的不确定项与双关节机械臂智能体的转动角和转动角速度信息有关，由负载变化引起的不确定项与双关节机械臂智能体的转动角加速度信息有关，跟随双关节机械臂智能体的Euler-Lagrange动力学模型(1)，改写成如下形式

$M_i^0\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i+C_i^0(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i+g_i^0\left(q_i\right)={\mathrm{\τ}}_i+{\mathrm{\ρ}}_{ai}(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i)+{\mathrm{\ρ}}_{bi}(q_i,{\stackrel{\·\·}{q}}_i)---\left(2\right)$

其中

${\mathrm{\ρ}}_{ai}(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i)=e_{ci}\[C_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i\]+e_{gi}\[g_i\left(q_i\right)\]+f_i\left({\stackrel{\·}{q}}_i\right)+d_i$

${\mathrm{\ρ}}_{bi}(q_i,{\stackrel{\·\·}{q}}_i)=e_{mi}\[M_i\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i\]$

$e_{mi}\[M_i\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i\]=M_i^0\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i-M_i\left(q_i\right){\stackrel{\·\·}{q}}_i$

$e_{ci}\[C_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i\]=C_i^0(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i-C_i(q_i,{\stackrel{\·}{q}}_i){\stackrel{\·}{q}}_i$

$e_{gi}\[g_i\left(q_i\right)\]=g_i^0\left(q_i\right)-g_i\left(q_i\right)$

d_i为外界扰动项，为摩擦引起的不确定项。