1.一种柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：其应用于包含单关节或多关节的柔性机械臂关节系统中，用于实现关节系统的约束跟踪；所述自适应鲁棒控制器的设计方法如下：S1：将柔性关节分解为电机端和负载端两个部分，考虑柔性关节对应的柔性传动系统中阻尼和外加载荷的影响，构建单柔性关节双质量系统，并将其分解为对应的电机端动力学模型和负载端动力学模型；

S2：根据柔性关节所受的约束矩阵得到动力学模型对应的约束力，并建立相应的约束方程；

S3：将约束方程转换成二阶微分形式，并通过U‑K理论处理系统阻尼将其以约束的形式进行描述，进而生成一个用于在考虑阻尼的条件下实现柔性关节轨迹跟踪的约束控制器p11；

S4：在负载端动力学模型中引入一个待设计的虚拟控制量τ，得到一个改进的负载端动力学模型；

S5：基于改进的负载端动力学模型，根据柔性关节的运动轨迹与预定轨迹间的初始偏移量，设计满足要求的兼容性稳定控制器p12；

S6：通过泄露型自适应法则评估改进的负载端动力学模型中不确定性的边界大小，并基于自调节泄漏的自适应律生成一个对应的负载端自适应控制器p13；

S7：将虚拟控制量τ引入到电机端动力学模型并对其进行改写，得到实际控制的电机端模型；

S8：通过泄露型自适应法则评估实际控制的电机端模型中不确定性的边界大小，并基于自调节泄漏的自适应律生成一个对应的电机端自适应控制器p2；

S9：对柔性传动系统中包含不确定性的参数进行分解，得到各参数对应的初值以及不确定部分；将各参数的初值作为理想控制参数；

S10：结合约束控制器p11、兼容性稳定控制器p12和负载端自适应控制器p13得到所需的虚拟控制量τ；

T

上式中，q1表示负载端关节角的广义坐标，q1＝[q11 q12…q1n]；t∈R代表时间；

S11：对虚拟控制量τ、电机端自适应控制器p2，以及理想控制参数的初值进行融合，得到所需的自适应鲁棒控制器；在所述自适应鲁棒控制器中，电机的实际输入转矩τM的控制表达式为：n×n n×n

上式中，Kp和Kd均为带有相应维数的对角正增益矩阵，且满足：Kp∈R ，Kd∈R ； 为关节柔性部分的刚度K对应的初值； 为电机端的阻尼系数BM对应的初值；N为关节中减速T器的减速比；q2表示电机端关节角的广义坐标，q2＝[q21 q22…q2n]； 为关节柔性部分的阻尼系数D的初值； 为电机的转动惯量JM的初值；P和N分别为预设的参数矩阵，且满足：N＝diag[Ni]n×n，P＝diag[Pi]n×n；其中，Ni，Pi＞0，i＝1,2,…,n。

2.如权利要求1所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤1中，描述一个存在阻尼的单关节双质量柔性机械臂关节系统的动力学模型可表示为：上式中，JM为电机的转动惯量；JL为关节负载端的转动惯量；θM和θL分别为该系统电机端和负载端的旋转位置；N为减速器的减速比；τext为关节所受的外部接触力矩；BM和BL分别为电机端和负载端的阻尼系数；K、D分别为关节柔性部分的刚度和阻尼系数；τr为引起关节柔性部分发生变形的弹力；τM为电机力矩，是一个受控的系统输入变量；

分解后的电机端动力学模型和负载端动力学模型如下：

T T

上式中，q1＝[q11 q12…q1n] ,q2＝[q21 q22…q2n]为负载端和电机端关节角的广义坐标，T T Tq＝[q1 q2] 为系统的广义坐标；σ1和σ2分别为负载端和电机端的快速时变的不匹配不确定参数。

3.如权利要求2所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤S2中，动力学模型存在的约束力为：上式中，“+”为广义逆矩阵；M(q(t)，σ(t)，t)为惯量矩阵， 为离心力，G(q(t)，σ(t)，t)为重力；C与U为约束方程 中的初始化参数。

4.如权利要求3所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤S3中，约束控制器p11的表达式如下：上式中，BL为负载端的阻尼系数，JL为关节负载端的转动惯量；D为关节柔性部分的阻尼系数，q1为负载端的旋转位置，τext为关节所受的外部接触力矩。

5.如权利要求4所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤S5中，设计出的兼容性稳定控制器p12的表达式如下：m×m

上式中，b预设的控制参数；Q为一个预设的参数矩阵，且满足：Q∈R ，Q＞0；

其为约束方程的一阶矩阵形式。

6.如权利要求5所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤S6中，设计出的负载端自适应控制器p13的表达式如下：其中， 且函数Ω1(·)中的参数

遵循如下法则：

上式中，常数k1∈R+， t0为初始时刻。

7.如权利要求6所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤S8中，设计出的电机端自适应控制器p2的表达式如下：其中， 且函数Ω2(·)中的参数 遵循如下法

则：

上式中，常量k2∈R+，

8.如权利要求1所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器，其特征在于：步骤S9中，包含不确定性的控制参数包括 JM，BM，K，各参数的分解方式如下：其中， 为各参数已知的初值部分；而ΔJL、ΔBL、Δτext、ΔD、ΔJM、ΔBM、ΔK为未知的不确定部分。

9.一种柔性机械臂关节系统的自适应控制模块，其特征在于：其适用于具有阻尼的柔性传输系统，并可实现约束跟随，以及生成优化后的电机的实际输入转矩τM；所述自适应控制模块采用如权利要求1‑8中任意一项所述的柔性机械臂关节系统的自适应鲁棒控制器；

所述自适应控制模块中包括：

虚拟控制单元，其由约束控制器、兼容性稳定控制器和负载端自适应控制器构成，所述虚拟控制单元用于在考虑约束的条件下对负载端进行优化控制；其中，约束控制器用于在理想状态下，根据约束方程对柔性机械臂关节系统的运动规划进行受限控制；兼容性稳定控制器用于处理柔性机械臂关节系统中初始条件不兼容的问题；负载端自适应控制器用于抵消负载端存在的不确定性的影响；

电机端自适应控制器，其用于抵消电机端存在的不确定性的影响；

理想控制参数生成单元，其用于获取柔性机械臂关节系统中各个具有不确定性的控制参数的初值，包括 以及集成控制单元，其用于融拟控制量、电机端自适应控制器，以及理想控制参数的初值，得到所需的自适应鲁棒控制器；进而实时生成所需的电机的实际输入转矩。

10.一种多自由度的柔性机器人，其特征在于，其采用的控制系统中采用了如权利要求

9所述的柔性机械臂关节系统的自适应控制模块。