[发明专利]基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法

权利要求书

1.一种基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过动力学模型来模拟多边遥操作系统；

S2、设置控制力矩使的动力学模型具备重力补偿效果；

S3、将多主多从遥操作系统拆分为由两个主机器人和两个从机器人组成的操作系统，得到新动力学模型；

S4、根据多边遥操作系统中执行器的故障分布设计控制器；

S5、通过T-S模糊控制模型来模拟带执行器部分失效的多边遥操作系统；

S6、根据主从机器人之间的时间延迟建立控制律；

S7、建立基于故障分布的多边遥操作系统的状态方程；

S8、针对多边遥操作系统的状态方程通过选择合适的李雅普诺夫函数，实现容错控制；

S9、容错控制优化，即设计控制器的增益。

2.根据权利要求1所述的基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法，其特征在于，所述动力学模型为欧拉-拉个朗日动力学模型，表示如下：

其中j＝{m,s}，角标m表示主机器人，角标s表示从机器人，i＝{1,...,N}代表对应机器人的序号，分别代表关节空间上的加速度量，速度量以及位移量；M_ji(q_ji)∈R^n×n代表惯性力矩阵；表示科里奥利效应和离心效应；τ_hi∈Rⁿ和τ_ei∈Rⁿ表示人类操作者力以及环境力；而τ_ji∈Rⁿ代表主机器人和从机器人的控制力矩。

3.根据权利要求2所述的基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，重力补偿的形式为从而得到：

4.根据权利要求3所述的基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法，其特征在于，所述步骤S3中主机器人和从机器人均是两个自由度，并定义x_ji1＝q_ji1，x_ji2＝q_ji2，而且j＝{m,s}，i＝{1,...,N}，从而动力学模型可被重新写成：

其中：

这里，m_ji1表示第一个连杆的重量，m_ji2表示第二个连杆的重量，l_i1为第一个连杆的长度，l_i2为第二个连杆的长度。j＝{m,s}，角标m表示主机器人，角标s表示从机器人，i＝{1,...,N}代表对应机器人的序号。

5.根据权利要求4所述的基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述控制器设为u^F(t)＝Mu(t)，且执行器的故障分布矩阵M＝diag{m₁,m₂,...,m_p}满足

当m_a＝1时，表示执行器没有发生故障；当m_a＝0时，表示执行器是完全失效的；当0＜m_a＜1时，表示执行器发生了部分失效故障。

6.根据权利要求4所述的基于多边遥操作系统的H无穷模糊容错控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，得到：

主机器人的模糊系统模型

从机器人的模糊系统模型