[发明专利]一种考虑系统延迟的不确定工业机器人运动控制方法

权利要求书

1.一种考虑系统延迟的不确定工业机器人运动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

S1，根据电磁学原理和磁场定向控制理论建立三相交流伺服电机的动力学模型，将d轴电流与q轴电流解耦，简化为直流电机模型进行控制；

S2，建立考虑不确定性的工业机器人机电耦合动力学控制模型，将模型改写为状态空间形式，并设计控制律将不确定因素的估计值在控制过程中抵消；

S3，将三相交流伺服电机的动力学模型和其中的不确定项用动态递归神经网络表示，并设计权值调节律和补偿控制律使神经网络对不确定因素的估计保持稳定；

S4，将神经网络对不确定项的估计值带入工业机器人机电耦合动力学控制模型，并添加系统延迟，采用反馈线性化方法获得线性化的工业机器人控制模型；

S5，对改进的Smith预测器设计控制律使其提前预测工业机器人下一采样时刻的状态信号，并将预测器的输出与动态递归神经网络不确定项的估计值作为工业机器人机电耦合动力学控制模型的输入，对机器人施加基于Smith预测器的动态递归神经网络预测控制方法。

2.根据权利要求1所述的考虑系统延迟的不确定工业机器人运动控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述根据电磁学原理和磁场定向控制理论建立三相交流伺服电机的动力学模型，将d轴电流与q轴电流解耦，简化为直流电机模型进行控制的过程包括以下步骤：

S11，根据三相交流伺服电机物理模型，建立三相交流伺服电机在两相旋转同步参考坐标系下的定子电压方程：

式中，u_d、u_q分别为定子电压在d、q轴上的分量；R_s为定子绕组电阻；i_d、i_q分别为定子电流在d、q轴上的分量；ψ_d、ψ_q分别为定子磁链在d、q轴上的分量；t为时间；e_d、e_q分别为感应反电动势在d、q轴上的分量，且有e_d＝-ω_rψ_q，e_q＝ω_rψ_d，式中，ω_r为转子角速度；

S12，构建三相交流伺服电机在两相旋转同步参考坐标系下的定子磁链方程为：

式中，L_d、L_q分别为定子绕组在d、q轴上的等效电感；ψ_f为转子永磁体磁链；

S13，计算得到三相交流伺服电机产生的电磁扭矩为：

T_em＝n_p(ψ_di_q-ψ_qi_d)＝n_p[ψ_fi_q+(L_d-L_q)i_di_q]

式中，n_p为磁极对数；

S14，根据动量矩定理，三相交流伺服电机转子的运动方程为：

式中，T_L为负载扭矩，B_m为转子的扭转阻尼系数，J_m为转子的转动惯量。

S15，根据磁场定向控制理论，在i_d＝0的矢量控制下，将电压方程和电磁扭矩方程改写为：

T_em＝n_pψ_fi_q＝K_ti_q

式中，K_t＝n_pψ_f为电磁扭矩常数。