[发明专利]一种双边托举机器人系统高精度抗干扰连续滑模控制方法

摘要

本发明公开一种双边托举机器人系统高精度抗干扰连续滑模控制方法，步骤是：获得机器人的角位置和角速度的信息，获取近端和远端接触力；建立多源干扰环境下的主从机器人系统机电模型，建立接触力与接触形变之间的动态模型；建立位置跟踪误差和接触力跟踪误差在多源干扰环境下的动态方程；将多源干扰的影响抽象为系统集总干扰，针对该集总干扰设计干扰观测器实现对集总干扰的渐近高精度估计；基于连续滑模控制方法设计复合连续滑模控制器；经过非线性变换转化为系统真实控制量。此种方法可降低多源干扰环境对双边托举机器人系统控制精度的影响，增强双边系统的环境适应能力，大大提高双边系统的位置控制精度和环境感知能力。

主权项

1.一种双边托举机器人系统高精度抗干扰连续滑模控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，获得机器人的角位置q_m,q_s和角速度的信息，获取近端接触力f_h和远端接触力f_e；步骤2，建立多源干扰环境下的主从机器人系统机电模型，针对主从机器人末端与操作者或环境接触点进行分析，建立接触力与接触形变之间的动态模型；步骤3，根据双边托举机器人的控制目标，将控制任务具体分解为远端位置重构和近端接触力感知，并据此将控制目标转化为设计控制器保证位置跟踪误差eP和接触力跟踪误差eF收敛到零；建立位置跟踪误差和接触力跟踪误差在多源干扰环境下的动态方程；步骤4，针对步骤3中获取的位置和接触力跟踪误差子系统，将多源干扰的影响抽象为系统集总干扰，并用dP和dF刻画描述各子系统中集总干扰，而后针对该集总干扰设计干扰观测器实现对集总干扰的渐近高精度估计；步骤5，针对位置和接触力跟踪误差子系统，基于连续滑模控制方法，结合步骤4中获取的干扰估计信息设计复合连续滑模控制器；步骤6，将步骤5中获取的位置跟踪子系统和接触力跟踪子系统中的虚拟控制量经过非线性变换转化为系统真实控制量。