[发明专利]一种基于干扰观测器的柔性机械臂级联控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于干扰观测器的柔性机械臂级联控制方法，其特征在于，所述柔性机械臂包括臂侧位置控制器和电机侧位置控制器，臂侧位置控制器和电机侧位置控制器以串级方式相连；电机侧位置控制包括电机侧位置信号反馈控制和干扰观测器的干扰估计的前馈补偿控制，臂侧位置控制包括臂侧位置反馈控制和干扰观测器的干扰估计的前馈补偿控制；

所述控制方法包括：

获取臂侧实际位置q；

获取电机侧实际位置θ；

根据所述臂侧实际位置q与臂侧参考位置q_r以及所述臂侧位置控制器得到电机侧参考位置θ_r；

根据所述电机侧参考位置θ_r与所述电机侧实际位置θ以及所述电机侧位置控制器得到电机侧位置控制器的输出电压u；

根据所述电机侧位置控制器的输出电压u驱动所述柔性机械臂；

在臂侧位置控制中，所述干扰观测器的表达式为：

其中,Y(s)为系统输出，G_p(s)为系统传递函数，G_n(s)为系统标称模型，D(s)为系统扰动，为系统扰动估计，Q(s)为二阶低通滤波器模型，τ是时间常数，α，ω为系数，E_d(s)为扰动估计误差，U(s)为对象输入；

在电机侧位置控制中，所述干扰观测器的表达式为：

其中,Y(s)为系统输出，G_p(s)为系统传递函数，G_n(s)为系统标称模型，D(s)为系统扰动，为系统扰动估计，Q(s)为二阶低通滤波器模型，τ是时间常数，α，ω为系数，E_d(s)为扰动估计误差，U(s)为对象输入。

2.根据权利要求1所述的基于干扰观测器的柔性机械臂级联控制方法，其特征在于，所述臂侧位置控制器的表达式为：

其中，k_d1，k_p1为控制器增益，为观测器的干扰d₁的估计值，为臂侧参考位置的一阶微分；为臂侧实际位置的一阶微分。

3.根据权利要求1所述的基于干扰观测器的柔性机械臂级联控制方法，其特征在于，所述电机侧位置控制器的表达式为：

其中，k_p2,k_d2为控制器增益,为观测器的干扰d₂的估计值；为电机侧参考位置的一阶微分，为电机侧实际位置的一阶微分。