1.一种具有给定性能的单连杆多机械臂自适应事件触发控制方法,其特征在于,包括:S1、对多单连杆机械臂系统进行建模,得到具有输入死区和饱和约束的单连杆机械臂状态方程;
S2、设计第i个单连杆机械臂一致性跟踪误差,并设计第一个虚拟控制律αi,1和自适应律S3、设计自适应事件触发机制;
S4、设计第二个虚拟律αi,2、自适应律 和S5、基于Matlab实验平台,进行仿真实验。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:通过公式1对具有输入死区和饱和约束的单连杆机械臂系统的第i个机械臂进行建模;
其中,i=1,2,…,M,xi,1和xi,2代表第i个机械臂连杆的角速度,Ji=1代表惯性力矩,ui表示输入信号, 表示非线性的死区输入;
fi(X)=(Bixi,2+GiLIsin(xi,1)),其中Bi=1代表粘性摩擦系数,Gi=9.8代表第i个连杆T的质量,li=0.1代表第i个连杆的长度,且X=[xi,1,xi,2]。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述死区输入 表示如下:其中,SU>0和SL<0表示系统输入饱和参数,Dr(ui)和Dl(ui)为未知线性函数,rsr和rsl分别表示饱和断点,rdr和rdl表示死区断点,所述饱和断点和死区断点满足rsl
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,通过公式3将所述死区输入表示为逼近误差和平滑函数的形式:其中, 表示为逼近误差,其满足 κi(ui)为平滑函数定义为:
其中,lr、ll、θ1和θ2均为大于零的常数;
根据拉格朗日中值定理,函数 对 成立,其中 表示κi(uh)的导数,l是满足0
使得 则 定义 则 表示为:
5.根据权力要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:将每一个机械臂视为节点,由M个机械臂组成的单向有向拓扑中的信息交互情况通过有向图G=(V,E)表示,具体包括:通过V={1,…,M}表示多机械臂节点1,2,…,M,Vj×Vi∈E表示从机械臂节点j到机械臂节点i的边,A=[aij]M×M表示所有机械臂节点之间的邻接矩阵,如果机械臂j能从机械臂i获取到信息,则aij>0,否则aij=0;
M×M
定义拉普拉斯矩阵为L=D‑A,其中对角阵D=diag[d1,d2,…,dM]∈R ,对于多机械臂系统,用扩充图 来表示,其中 表示领导者0和多机械臂(1,…,M),且
第i个机械臂的同步误差定义为:
其中,y0代表虚拟领导者的输出信号,bi表示领导者和机械臂i之间的信息传递系数,如果机械臂i能从领导者获取到信息,则bi>0,否则bi=0;
p
对于任何定义在集合Ω∈R 上的函数 都可以用径向基函数神经网络来逼近用于建模,径向基函数神经网络表示如下其中 表示输入向量, 表示逼近误差,存在上界 满足表示基函数向量,其中 可以用高斯函数表示为:
其中,q>1表示高斯函数节点数, 和πi表示高斯函数的中心和宽度;
*
最优权值K表示为:
T
其中,K=[K1,K2,…Kq]表示权向量;
通过引入转换函数将系统误差限定在给定范围:
0 ∞ ∞
Z(t)=(Z‑Z )φ(t)+Z 公式10;
0 ∞
其中,Z >0和Z >0表示函数的初值和最终值,φ(t)表示一个衰减函数,满足φ(0)=1,且 系统误差z(t)满足|z(t)|≤Z(t);
通过引入速度函v(t)数使得系统在给定的时间内达到最终给定性能的状态:其中,T表示预设时间;
根据公式10和公式11获取速度性能函数:v 0 ∞ ∞
Z(t)=(Z‑Z )φ(t)v(t)+Z 公式12;
v 0 ‑1 ∞
所述速度性能函数满足Z(t)≤Z(t),其中,λ和Q满足λ≤Z和λQ ≤Z ;
构造转换函数:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中设计第i个单连杆机械臂一致性跟踪误差具体包括:定义第i个机械臂的误差变量:
zi,k=xi,k‑αi,(k‑1),k=2,…,m 公式14;
ei,k=gizi,k,k=1,2,…,m 公式15;
其中,zi,2,zi,3,…,zi,m表示误差变量,αi,1,αi,2,…,αi,m‑1表示虚拟控制律。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤S2设计第一个虚拟控制律αi,1和自适应律采用径向基函数神经网络处理来未知非线性部分:T
其中,Xi,1=[xi,1,xj,1,xj,2],误差上界满足构造第一虚拟控制律αi,1和自适应律 如下:其中, 设计参数满足γi,1>0和δi,1>0。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:为了降低通信系统的压力,节约通信资源,设计了一种自适应事件触发机制:其中,设计参数满足0<ζi<1、σi>0和oi>0;
定义中间信号 为:
其中, αi,2表示虚拟控制律。
hi为未知常数,利用 来估计ηi,2, 表示估计误差,则 可以表示为:由以上得:
其中,vi,1和vi,2满足|vi,1|≤1和|vi,2|≤1。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括采用径向基函数神经网络来处理未知部分 表示为其中, 满足
构造第二虚拟控制律αi,2、自适应律 和其中, 设计参数满足γi,2>
0,δi,2>0和ξi,2>0。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S5具体包括:根据设计的第i个单连杆机械臂一致性跟踪误差、并第一个虚拟控制律αi,1和自适应律设计自适应事件触发机制、第二个虚拟律αi,2、自适应律 和 确认系统在有限时间内收敛。