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专利号: 2022116901017
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机械臂预设时间自适应神经网络协同控制方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:对存在未知非线性的多机械臂系统进行建模,得到第i个机械臂的状态方程;

第二步:定义第i个多机械臂的误差变量,并设计第一个虚拟控制律αi,1和自适应律第三步:定义事件触发机制;

第四步:定义第二个虚拟控制律αi,2和自适应律 和第五步:基于Matlab实验平台,进行仿真实验,对系统进行稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种机械臂预设时间自适应神经网络协同控制方法,其特征在于:第一步具体包括以下内容:S1:第i(i=1,2…,N)个机械臂可以描述为:xi,1代表第i个机械臂连杆的角速度,yi和 分别代表第i个机械臂的输出信号和输入信号, 代表非线性的死区输入,增益函数Ai=1.5+0.1sin(xi,1xi,2),Bi代表粘性摩擦系数,Gi代表连杆的质量,li代表连杆长度,Ji代表惯性力矩;

S2:输入死区模型表示为:

和 分别为死区的右斜率和左斜率,而rir(t)和ril(t)分别表示死区的右断点和左断点,满足 rir(t)≥0,ril(t)≥0;

S3:将上述死区模型重写为:

其中;

S4:第i个机械臂的同步误差可以定义为:N×N

y0代表虚拟领导者的参考输出,B=diag[b1,b2,…,bN]∈R 表示领导者和机械臂之间的邻接矩阵,如果机械臂i能从领导者获取到信息,则bi>0,若不能则bi=0。

3.根据权利要求1所述的一种机械臂预设时间自适应神经网络协同控制方法,其特征在于:第二步中第i个机械臂的误差变量:其中zi,2为第i个机械臂的误差变量,αi,1为第i个多机械臂的虚拟控制律。

4.根据权利要求3所述的一种机械臂预设时间自适应神经网络协同控制方法,其特征在于:第二步中第一个虚拟控制律αi,1和自适应律 如下:S1:采用径向基函数神经网络对未知组合部分进行逼近,表示为:

T

Xi,1=[xi,1,xj,1,xj,2],σi,1(Xi,1)满足关系 且S2:第一虚拟控制律αi,1和自适应律 设计如下:gi,1为gi,1输入增益函数下界,参数满足ρi,1>0,li,1>0。

5.根据权利要求1所述的一种机械臂预设时间自适应神经网络协同控制方法,其特征在于:第三步的具体内容为:S1:定义事件触发机制如下:

其中,设计参数满足0<λi<1,τi>0,ηi>0,S2:定义控制信号为:

T

其中 Γi=[αi,2,1] ;

S3:通过 对Ξi进行估计,估计误差表示为:综上控制信号可以重写为:

S4:构建相对阈值:

当tκ+1时刻,相对误差 满足 则输出信号 将更新为事件触发信号

6.根据权利要求5所述的一种机械臂预设时间自适应神经网络协同控制方法,其特征在于:第四步包括以下内容:S1:采用径向基函数神经网络对未知组合部分 进行逼近,表示为:

其中 且

S2:根据第二误差变量zi,2及上述过程利用径向基函数神经网络求解得到未知不确定部分,利用反步设计方法以及李雅普诺夫函数设计第二虚拟控制律αi,2,同时生成自适应律和其中 设计参数ρi,2>0,li,2>0,gi,2为gi,2下界,满足gi,2≤gi,2。