[发明专利]一种欠驱动系统的控制方法

权利要求书

1.一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，包括：

构建预设欠驱动系统，其存在输入向量和输出向量之间的动力学模型，并基于模型映射将所述动力学模型转换为状态空间表达式；

将所述状态空间表达式通过坐标变换，解耦为至少一个全驱动子系统；

将所述全驱动子系统变换为以非线性函数的形式，获取所述全驱动子系统时变参数，生成U模型；

将所述U模型通过线性极点配置的方法确定期望输出；

将所述全驱动子系统通过反步迭代求根，确定所述全驱动子系统的控制输入量和状态量，并根据所述期望输出形成基于U模型的解耦控制闭环系统。

2.根据权利要求1所述一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于：所述构建预设欠驱动系统，其存在输入向量和输出向量之间的动力学模型，设任意的维输入向量，维输出向量，得到如下表达式：

其中，，；是系统的维自由度向量，为对时间的阶偏导数；是系统的维控制输入向量，均为平滑非线性函数，其中，

为一个与自由度向量有关的非线性函数；

为一个与输入向量有关的非线性函数。

3.根据权利要求2所述一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，所述基于模型映射将所述动力学模型转换为状态空间表达式：

其中，为动力学模型映射在状态空间上的状态变量；

所述空间表达式由所述动力学模型映射于状态空间，得出所述状态空间表达式。

4.根据权利要求3所述的一种欠驱动系统的控制方法，其特征在于，所述状态空间表达式通过坐标变换，解耦为至少一个全驱动子系统，通过如下步骤：

以第n个自由度中的第m个输入项g_nmu_m为工具，分别消除其余n-1个自由度中的第m个输入项g_imu_m，i=1,2,...,n-1；

同理，以第n-1个自由度中的第m-1个输入项g_n-1,m-1u_m-1为目标，分别消除其余n-1个自由度中的第m-1个输入项g_im-1u_m-1，i=1,2,...,n-2,n；

重复计算步骤m次，直到每一个自由度只对应一个输入项；

由上述步骤将所述状态空间表达式通过坐标变换的方式解耦，得到一个新的坐标系统：

其中，所述新的坐标系统中，，，为与输入量相关的状态量。