[发明专利]一种基于新型扰动观测器的机器人系统滑模控制轨迹跟踪方法

权利要求书

1.一种基于新型扰动观测器的机器人系统滑模控制轨迹跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立n关节机械臂的动力学模型，初始化系统状态、采样时间和系统参数；

S2、设计新型扰动观测器观测系统的干扰力矩和模型参数不确定；

S3、基于n关节串联机械臂动力学模型，提出一种新型的滑模面，将观测器观测结果前馈补偿到控制力矩中，设计基于扰动观测器的滑模控制器，完成机械臂轨迹跟踪。

2.根据权利要求1所述的基于新型扰动观测器的机械臂滑模控制轨迹跟踪方法，其特征在于，步骤S1具体过程如下：

S1.1设期望的n关节串联机械臂末端位姿信息为P，P∈R^4×4，由机械臂逆运动学将末端位姿信息P解算为各关节的期望关节角q_d，q_d∈Rⁿ即q_d＝[q_1d,q_2d,…,q_dn]^T，Rⁿ表示n维矩阵；

S1.2建立n关节串联机械臂的动力学模型：

公式(1)中，q、和分别表示位移、速度和加速度矢量，τ_l∈Rⁿ是输入力矩，M(q)＝M₀(q)+ΔM(q)∈R^n×n是对称惯性矩阵，M₀(q)＞0是惯性矩阵的标称截面，为已知确定部分，ΔM(q)是不确定部分，表示科氏力矩向量，G(q)∈Rⁿ表示重力扭矩，d表示未知的外部干扰；根据M₀(q)矩阵的非奇异性，公式(1)改写为

定义x₁(t)＝q(t)，公式(2)被描述为

其中，x₁＝[x₁₁,x₁₂,,x_1n]^T，x₂＝[x₂₁,x₂₂,,x_2n]^T，Δ包含了模型中的不确定项和外部扰动项。