[发明专利]一种多关节柔性机械臂的轨迹跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种多关节柔性机械臂的轨迹跟踪控制方法，其特征在于包括以下步骤：

S1获取柔性机械臂期望轨迹与实际轨迹的状态偏差；

S2对步骤S1得到的状态偏差进行融合处理；

S3依据步骤S1得到的状态偏差，进行自适应处理；

S4依据步骤S2融合处理结果以及步骤S3自适应处理结果，通过区间二型模糊控制器获取第一控制律u_D；区间二型模糊控制器的输出变量为

式中，θ表示自适应值集合；表示模糊基函数向量，其由区间二型模糊控制器模糊规则得到：

式中，表示区间二型模糊控制器输入变量在模糊集合的隶属函数；

S5依据步骤S1得到的状态偏差以及步骤S4得到的第一控制律u_D，通过边界监督控制器获取第二控制律u_C；采用的边界监督控制器为：

式中，u_c表示输入变量e相应的第二控制律，输入变量e为柔性机械臂的状态参量，I_ind表示指示函数，表示监督控制器的工作状态，工作时为1，sgn(·)表示分段函数，P表示正定矩阵其满足Lyapunon方程，J_m为正定电机惯性矩阵，b_L表示给定的任意常数，u_D表示第一控制律，f^U表示给定的上限值，表示柔性机械臂期望轨迹Y_m的n阶导数，K^T表示柔性关节的刚度矩阵K的转置；

判断与给定的作比较，最后得出I_ind的指示函数值，决定监督控制器是否起作用；

S6将步骤S5得到的第一控制律u_D和步骤S6得到的第二控制律u_C叠加得到柔性机械臂的总控制律u；

S7依据柔性机械臂的总控制律u，对柔性机械臂轨迹进行修正；

重复步骤S1-S7，实现对柔性机械臂期望轨迹的实时跟踪。

2.根据权利要求1所述多关节柔性机械臂的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：步骤S1中，基于柔性机械臂实际轨迹的动力学方程得到柔性机械臂各关节的状态变量，以各个关节的状态变量构成的矩阵表征柔性机械臂末端的实际位姿；基于柔性机械臂的期望轨迹得到各个关节的状态变量，并以各个关节的状态变量构成的矩阵表征柔性机械臂末端的期望位姿；以柔性机械臂的期望位姿与实际位姿的差值作为两者的状态偏差。

3.根据权利要求2所述多关节柔性机械臂的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：步骤S2中，将构建的融合函数矩阵与步骤S1得到的柔性机械臂的状态偏差矩阵相乘得到融合后的状态偏差

4.根据权利要求3所述多关节柔性机械臂的轨迹跟踪控制方法，其特征在于：步骤S3中，利用自适应律函数对状态偏差进行自适应处理自适应值集合θ，所述自适应律函数为：

式中，γ表示给定的正常数，e^T表示状态偏差矩阵e的转置，P_n表示正定矩阵P的最后一列。