[发明专利]一种空间机器人的自适应柔顺稳定控制方法

权利要求书

1.一种空间机器人的自适应柔顺稳定控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：建立空间单臂机器人动力学模型：

其中H_c为空间机器人的惯性矩阵，c_c为空间机器人所受到的科式力，为基座位置与机械臂末端位置组成的广义状态变量，维度为基座的6自由度加机械臂末端的6自由度，一共12个自由度，为基座加速度与机械臂末端加速度组成的广义变量，u为系统控制输入，J_e为机械臂末端以及基座到机械臂末端的雅阁比矩阵，f_e为机械臂末端测量的接触力；

步骤2：采用以下过程获取每个控制周期的系统控制输入u：

步骤2.1：获取当前周期空间机器人跟踪期望轨迹的误差z＝x_r-x，x_r为经过柔顺处理后的基座位置与机械臂末端位置的期望状态；

步骤2.2：将误差z输入神经网络，神经网络输出调整后的神经网络估计参数所述神经网络的自适应律为：

其中P₂，Q₁，Q₂和Q₃为设定的神经网络自适应律参数，是正定的常数；σ_M，σ_D，为设定的用于调整自适应速率的控制参数，为1*m的行向量，在构建神经网络时，给定的初始值；s(z),为m*1的列向量，由神经网络基函数

得出，其中z′＝z-∈a，为设定的正常数，a为设定的有界向量，维度为12*1，μ_i,η_i为神经网络基函数的参数，其中μ_i为12*1的向量，η_i为常数；

步骤2.3：根据公式

k_p＝diag(k_pl)，k_D＝diag(k_Dl)，k_M＝diag(k_Ml)

确定维度为12*12的对角矩阵k_P，k_D和k_M，k_P，k_D和k_M为柔顺控制律的控制参数，k_p0，k_D0和k_M0为对角线元素的初始值,是12*1列向量；

步骤2.4：根据公式

计算系统控制输入并进行空间单臂机器人控制，其中

为维度是12*1的列向量。

2.根据权利要求1所述一种空间机器人的自适应柔顺稳定控制方法，其特征在于：系统控制输入u为由基座控制力及力矩以及机械臂关节控制力矩组成的列向量。