[发明专利]一种机械臂自适应非奇异终端滑模控制方法、装置及介质

权利要求书

1.一种机械臂自适应非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，具有如下步骤：

S1、建立不确定性的n自由度串联型机械臂动力学模型；

不确定性的n自由度串联型机械臂动力学模型如下：

其中，q＝[q₁，q₂，…q_n]^T表示关节位置、分别表示关节速度和加速度的矢量；

M(q)是惯性矩阵，是向心科里奥利矩阵，G(q)是引力矢量，τ是关节转矩输入矢量，τ_d是外部扰动矢量，ΔM(q)、ΔC(q)、ΔG(q)表示系统不确定性；

设不确定性和外部干扰的上界为：

d是扰动的上界，d＞0；都是未知的正常数；

S2、设计预设性能函数，基于步骤1构造基于预设性能函数的机械臂关节位置的转换误差值；

在步骤S2中的预设性能函数为：

其中，e_i＝q-q_d和σ_i(i＝1，2，...，n)分别表示轨迹跟踪误差和转换误差，q_d∈Rⁿ是期望的位置跟踪向量，μ₀和μ_∞是正常数，满足μ₀＞μ_∞；

F_μ(0)＝μ₀是初始误差的最大边界，是稳态误差边界；

参数υ(k)通过固定的间隔时间Δ(t)进行调整，并且还满足以下等式：

其中，c₁是设计参数，并且c₁＞1，k是调整次数；

S3、通过步骤S2中的转换误差值，定义虚拟控制输入，基于步骤S1机械臂动力学模型设计非奇异终端滑模面；

S4、基于步骤S3中的快速非奇异终端滑模面设计自适应更新律，用于处理机械臂中存在不确定和外界扰动；结合步骤S3中快速非奇异终端滑模面和自适应律构造鲁棒滑模控制器，用于实现机械臂的精确控制。

2.根据权利要求1所述的一种机械臂自适应非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，在步骤S3中，引入步骤S2的转换误差后，推出机械臂位置转换误差的导数：

其中，e＝q-q_d，