1.一种基于柔性执行器驱动的机器人串级抗干扰控制方法,其特征在于,所述机器人包括臂侧位置控制器和电机侧位置控制器,其中,臂侧位置控制包括臂侧位置反馈控制和基于GPIO观测器I的干扰估计的前馈补偿控制;臂侧位置控制器的表达式为:其中θr为臂侧位置控制器的输出,也为电机侧位置控制器的输入,具体为电机侧参考位置;qr为臂侧位置控制器的输入,为臂侧参考位置;q为臂侧实际位置;kq,kd1为观测系数;
为输入臂侧参考位置的一阶微分;为输入臂侧实际位置的一阶微分;ρ1为臂侧位置控制器的干扰; 为臂侧位置控制器的干扰的估计值,由基于GPIO的观测器提供;基于GPIO的观测器I的表达式为:(m+1)
其中,ρ0=q;m为正整数;(lm,lm‑1,lm‑2,...,l0)为观测器Ι系数,并满足使p(s)=s +mlms+…l1s+l0中特征多项式的根位于复平面的左半平面;电机侧位置控制包括电机侧位置反馈控制和基于GPIO观测器II的干扰估计的前馈补偿控制;电机侧位置控制器的表达式为:其中,u为电机侧位置控制器的输出电压;θr为电机侧参考位置;θ为电机侧实际位置;
kθ,kd2为观测系数; 为电机侧参考位置的一阶微分,为电机侧实际位置的一阶微分;
为电机侧位置控制器的干扰的ζ1估计值;在电机侧位置控制过程中,基于GPIO的观测器II的表达式为:(m
其中,ζ0=θ;m为正整数;(λm,λm‑1,λm‑2,...,λ0 )为观测器II 系数,并满足使p(s)=s+1) m+λms +…λ1s+λ0中特征多项式的根位于复平面的左半平面;臂侧位置控制器和电机侧位置控制器以串级方式相连,所述控制方法包括:获取臂侧实际位置q;
获取电机侧实际位置θ;
根据所述臂侧实际位置q与臂侧参考位置qr以及所述臂侧位置控制器得到电机侧参考位置θr;
根据所述电机侧参考位置θr与所述电机侧实际位置θ以及所述电机侧位置控制器得到电机侧位置控制器的输出电压u;
根据所述电机侧位置控制器的输出电压u驱动所述机器人。
2.一种基于柔性执行器驱动的机器人串级抗干扰控制系统,其特征在于,所述机器人包括臂侧位置控制器和电机侧位置控制器,其中,臂侧位置控制包括臂侧位置反馈控制和基于GPIO观测器I的干扰估计的前馈补偿控制;臂侧位置控制器的表达式为:其中θr为臂侧位置控制器的输出,也为电机侧位置控制器的输入,具体为电机侧参考位置;qr为臂侧位置控制器的输入,为臂侧参考位置;q为臂侧实际位置;kq,kd1为观测系数;
为输入臂侧参考位置的一阶微分;为输入臂侧实际位置的一阶微分;ρ1为臂侧位置控制器的干扰; 为臂侧位置控制器的干扰的估计值,由基于GPIO的观测器提供;基于GPIO的观测器I的表达式为:(m+1)
其中,ρ0=q;m为正整数;(lm,lm‑1,lm‑2,...,l0)为观测器Ι系数,并满足使p(s)=s +mlms+…l1s+l0中特征多项式的根位于复平面的左半平面;电机侧位置控制包括电机侧位置反馈控制和基于GPIO观测器II的干扰估计的前馈补偿控制;电机侧位置控制器的表达式为:其中,u为电机侧位置控制器的输出电压;θr为电机侧参考位置;θ为电机侧实际位置;
kθ,kd2为观测系数; 为电机侧参考位置的一阶微分,为电机侧实际位置的一阶微分;
为电机侧位置控制器的干扰的ζ1估计值;在电机侧位置控制过程中,基于GPIO的观测器II的表达式为:(m
其中,ζ0=θ;m为正整数;(λm,λm‑1,λm‑2,...,λ0 )为观测器II 系数,并满足使p(s)=s+1) m+λms +…λ1s+λ0中特征多项式的根位于复平面的左半平面;臂侧位置控制器和电机侧位置控制器以串级方式相连,所述控制系统包括:臂侧实际位置获取模块,用于获取臂侧实际位置q;
电机侧实际位置获取模块,用于获取电机侧实际位置θ;
电机侧参考位置获取模块,用于根据所述臂侧实际位置q与臂侧参考位置qr以及所述臂侧位置控制器得到电机侧参考位置θr;
输出电压获取模块,用于根据所述电机侧参考位置θr与所述电机侧实际位置θ以及所述电机侧位置控制器得到电机侧位置控制器的输出电压u;
驱动模块,用于根据所述电机侧位置控制器的输出电压u驱动所述机器人。