[发明专利]一种工业机器人增量自适应控制方法

权利要求书

1.一种工业机器人增量自适应控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

步骤1.建立工业机器人动态模型

工业机器人的动态模型表达形式为

其中，q为关节角向量，为关节速度向量，为关节加速度向量，τ为控制输入力矩；H(q)为机器人惯性矩阵，为向心力和科里奥利力矩，g(q)为重力矩，H(q)仅与q有关，是对称正定矩阵，为q,的函数，矩阵是反对称的；

步骤2.提供工业机器人误差动态特性的参数化表达，过程如下：

2.1定义误差变量

定义系统跟踪误差

其中，q_d为期望关节角向量，给定增益矩阵Λ为对称正定，定义滤波误差s

其中，q_r为控制器设计方便引入的参照向量，为参照速度向量；

2.2机器人动态特性的参数化形式为

其中，a为描述机器人动态特性中的未知常值参数，矩阵为相应的已知线性参数化矩阵；

步骤3.给定参数修正增益矩阵Γ为对称正定，设计类李雅普诺夫泛函

其中，参数估计误差参数估计为(4)中常值参数a的估计值；

式(5)的导数表达为

步骤4.设计增量自适应控制器

给定控制增益矩阵K_D为对称正定，据式(6),设计下述工业机器人增量自适应控制器

采用该控制器，得误差方程

步骤5.设计增量自适应律

给定参数估值初值通常它取为零，据式(7),设计如下增量自适应律

其中，T为增量自适应延迟修正时间常数；

2.如权利要求1所述的一种工业机器人增量自适应控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括以下步骤：

步骤6.提供增量自适应控制系统的闭环跟踪性能，过程如下：

6.1类李雅普诺夫泛函V(t)，滤波误差s及估计误差的有界性

根据式(7)(8)(9)，式(6)整理为

因此，V(t),t∈[-T,0)有界，V(t),t∈[0,∞)有界，s有界；

6.2滤波误差s的收敛性能

由式(10)知

因此，滤波误差s有界且平方积分收敛；

对滤波误差s进行求导

由于滤波误差s有界，以常数c₁＞0与c₂＞0给出如下关于的估计，

因此，滤波误差s收敛；

6.3跟踪误差的收敛性能

根据s的定义知，随着时间的增大，跟踪误差及其导数渐近收敛。