1.一种实时的工业机械臂故障辨识方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤步骤1)建立一个非线性机械臂动力学方程:其中q, 分别表示机械臂角度,角速度,角加速度,向量M(q)表示机械臂惯性矩阵,表示机械臂科氏力、离心力、重力力矩向量,τ表示机械臂控制力矩向量,τf表示机械臂执行器故障力矩向量, 表示机械臂的摩擦力;
考虑机器人动力学模型已知,定义 为便于分析,将式(1)转化成如下状态空间模型:x(t+1)=A(t)x(t)+B(t)(τ(t)+τf(t))‑B(t)h(x1(t),x2(t))‑B(t)f(x2(t)) (2)y(t)=Cx(t)其中
x(t)是第t时刻的状态,y(t)是第t时刻的系统输出,T为离散采样时间,O3×3表示3行3列‑1的零矩阵,I3×3表示3行3列的单位矩阵,M (x1)表示惯性矩阵的逆矩阵;
步骤2)构造中间观测器,过程如下:
2.1)引入中间变量
ξ(t)=τf(t)‑wB'(t)x(t) (3)其中上标“′”表示矩阵的转置,ξ(t)表示中间变量,ω是调优参数;
2.2)基于中间变量,设计中间观测器如(4)所示;
2.3)通过收集λ∈N个观测值,写出从第i个传感器的值其中
.系数矩阵 Fi(t)=Φi(t)B(t),Γ(t)=A(t)+ωB(t)B'(t)定义 得
Y(t)=Qz(t) (5)其中,Q=[O F],z(t)=(x(t‑λ+1),ζ(t)‑h(t)),并且其中z(t)即所需要估计的状态变量;
步骤3)利用事件触发投影梯度下降算法更新估计值 事件触发投影梯度下降算法更新估计值 通过李雅普诺夫投影梯度方向;
所述步骤3)的步骤如下;
3.1)对迭代次数m,k, 进行初始化,m=1,k=0,+
3.2)基于Q,Q的伪逆Q以及t时刻第m‑1次迭代下的状态估计值 求取t时刻第m次迭代下的状态估计值 并对所求得的 进行投影运算,
3.3)求取 在李雅普诺夫投影方向的值对迭代次数m进行更新,m=m+1;
3.4)循环3.2)‑3.3)直到迭代次数m超过设定的次数v1,即m>v1;
3.5)求取 在t时刻从m‑v1+1次迭代到第m次迭代上的平均值Vavg,取η1为设定的更新率,当 时,k=k+1;否则k=
0;
3.6)对3.2)‑3.5)进行循坏,直到k到达设定的计数值α1,即k≥α1;
3.7)基于 获取等价中间变量ζ‑h在t‑λ+1时刻的估计值
3.8)基于3.7),求取执行器故障τf在t‑λ+1时刻的估计值因此,由3.1)‑3.8)得 参数v1,η1,α1需要依据实际系统进行选取。