[发明专利]机器人驱控一体系统的自适应建模方法

权利要求书

1.机器人驱控一体系统的自适应建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、根据机器人的设计模型，获得机器人的各个关节的运动学模型以及动力学参数，所述动力学参数包括惯量张量(I)，静力矩(MX、MY、MZ)、质量、电机转子惯量(Iz)以及摩擦力模型里的粘性摩擦系数(Fv)和库伦摩擦系数(Fs)；

2)、通过牛顿欧拉法，根据逆动力学模型、以及当前规划的位置、速度以及加速度，计算出下发的力矩：

其中，q,分别是广义的关节位置、速度和及加速度的向量，M是关节的空间惯量就矩阵，C是科氏力和向心力耦合矩阵，F为摩擦力，G是重力负荷，Q是与广义坐标q对应的广义驱动力向量；J(q)^Tf是施加在机器人末端执行器上的力旋量所产生的关节力，J是机械臂的雅可比矩阵；

3)、通过降维方法将机器人驱控一体系统降维至N阶系统，得到其状态方程为：

其中，x(t)∈Rⁿ为机器人驱控一体系统的状态变量，u(t)∈R^m为机器人驱控一体系统的输入量，y(t)∈R^r为机器人驱控一体系统的输出量，A∈R^n×n为机器人驱控一体系统矩阵，B∈R^n×m为机器人驱控一体系统的输入矩阵，C∈R^r×n为为机器人驱控一体系统矩阵的输出矩阵；

4)、设置可调自适应律，通过深度学习算法进行优化，选取指数加减速曲线作为激励轨迹，如下：

v_max为机器人运行的最大速度。

2.如权利要求1所述的机器人驱控一体系统的自适应建模方法，其特征在于，

设置机器人驱控一体系统的交流伺服的速度控制闭环传递函数为：

其中，w_r(s)为实际角速度，w(s)为理想角速度，K_p为速度环比例增益，K_I为速度环积分常数，J为电机转子的转动惯量，K_pi为电流调节器增益，K₁为感应电动势系数，K_ii为电流反馈回路增益，L_a为电动机电感，R_s为定子相电阻，a_T为测速反馈系数。

3.如权利要求1所述的机器人驱控一体系统的自适应建模方法，其特征在于，

误差准J(θ)表示为误差的泛函数，为机器人的设计模型与机器人驱控一体系统的误差，计算公式如下：

其中，f(·)为ξ(k)的函数，ξ(k)是定义在区间(0,N)的误差函数。

4.如权利要求3所述的机器人驱控一体系统的自适应建模方法，其特征在于，所述公式(5)中，

f(ξ(k))＝ξ²(k)

ξ(k)＝y(k)-y_m(k)

其中，y(k)为机器人驱控一体系统的输出，y_m(k)为机器人的设计模型的输出。