1.一种绳驱动超冗余度机械臂的高精度双闭环鲁棒控制方法，其特征在于：其步骤为：(1)根据绳驱动超冗余度机械臂的运动学模型，建立关节角度与绳索长度以及关节速度与绳索速度之间的映射；

(2)通过等效力矩法对绳驱动超冗余度机械臂进行动力学建模，并基于二次规划解决绳索的冗余驱动问题；

(3)在关节空间进行动力学参数线性化，基于线性化的回归矩阵设计动力学参数自适应律，并配合基于关节运动误差的PD反馈控制律，实现关节等效力矩空间的闭环控制；

(4)在驱动空间，采用时延估计算法对电机、滑块、绳索的动力学进行前馈补偿，并配合基于绳索运动误差的滑模反馈控制律，实现驱动空间的闭环控制；

(5)根据步骤(3)与步骤(4)设计的控制方式，组合形成双闭环控制器。

2.根据权利要求1所述的一种绳驱动超冗余度机械臂的高精度双闭环鲁棒控制方法，其特征在于：根据步骤(1)，绳索长度和关节角度存在映射关系：绳索长度由每一关节处的绳索长度和每一套筒处绳索长度求和得到，每一关节处的绳索长度公式如下：b b

li,j＝||pu,i,j‑pd,i,j||                  (1)b

其中li,j表示第j根绳索在第i个关节处的长度，pu,i,j表示第j根绳索与第i个关节处的b远端导绳盘的交点坐标，pd,i,j表示第j根绳索与第i个关节处的近端导绳盘的交点坐标，上标b表示坐标在基坐标系下表示，则绳索长度公式如下：其中lj表示第j根绳索的长度，lj(0)为第j根绳索的初始长度，Δlj为绳索长度变化量，nj表示第j根绳索穿过的关节数量，ltube表示每一套筒处绳索的长度；

绳索速度与关节速度存在映射关系，公式如下：其中 为绳索速度， 为关节角速度，Jl为绳索速度与关节速度的速度雅可比矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种绳驱动超冗余度机械臂的高精度双闭环鲁棒控制方法，其特征在于：根据步骤(2)，采用等效力矩法对机械臂进行动力学建模：将绳索拉力等效为作用在万向节转轴处的力矩，而万向节转轴作为被动关节实际上并没有主动力矩，因此该力矩为等效绳拉力的虚拟力矩，由虚功原理可得：T T

δW＝τ δq＝fδl                        (4)式中δW为机构发生虚位移后的虚功，δq为角度虚位移，δl为绳长虚位移，τ为等效关节力矩，f为绳索拉力；

由于绳长变化率与关节角速度存在 的关系，当绳孔约束为理想约束时，角速度虚位移δq和绳长虚位移δl满足关系：δl＝Jlδq                            (5)将式(5)代入式(4)可得：

T

τ＝Jlf (6)

在此基础上，将机械臂设定成传统的电机驱动机械臂，即万向关节处有等效驱动力矩，采用牛顿欧拉递推公式可以计算得到动力学方程如下：T

其中q＝(q1,q2,q3,...,q24) 为关节位置向量， 为关节速度向量，为关节加速度向量，M(q)为关节空间中机械臂惯性矩阵， 为关节空间中机械臂的科氏力和离心力矩阵，G(q)为关节空间中机械臂的重力向量；

根据机械臂的动力学方程，可以获得机械臂的关节等效力矩值，通过式(6)的映射关系可以获得绳索拉力；

采用二次规划，以绳索拉力和最小为优化目标，以绳索拉力极限值和式(6)所得映射关系为约束条件，可以获得功耗最小的最优绳索拉力解，二次规划问题表示如下：

4.根据权利要求3所述的一种绳驱动超冗余度机械臂的高精度双闭环鲁棒控制方法，其特征在于：根据步骤(3)，对机械臂的动力学模型进行参数线性化，如下式所示：其中 为与关节参数相关的动力学参数回归矩阵，φr为可辨识的动力学参数；

动力学参数将根据控制误差，实时进行修正，引入以下误差信号：式中qd为期望关节位置， 为期望关节速度， 定义如下：其中λ为给定的正常数，将式(11)代入式(10)可得：将式(12)代入式(9)可得：

则控制器可设计为：

其中τr是鲁棒项：

其中K1,K2是给定的控制增益，Yr是动力学参数回归矩阵，φr是动力学参数估计值，K1es是误差反馈项，将式(14)代入式(13)可得关节等效力矩空间的闭环动态如下：其中 为动力学参数的误差，动力学参数φr的自适应律设计如下：关节空间控制器的输出为等效力矩，根据上述映射方式，根据等效力矩计算得到驱动机械臂所需要的绳索力f。

5.根据权利要求4所述的一种绳驱动超冗余度机械臂的高精度双闭环鲁棒控制方法，其特征在于：根据步骤(4)，绳索长度与电机转角存在以下关系：l＝l0+Nθ                          (18)其中l0为绳索初始长度，θ为电机驱动的角度向量，N为电机转角与滑块位移的映射关系；

对式(18)求一阶和二阶导可以得到绳索速度与加速度和电机速度与加速度的映射关系：绳索力由电机力矩通过滑块和导轨传递，考虑电机、滑块惯性力与摩擦力的动力学方程如下：其中τm为电机输出力矩，Ff为导轨摩擦力，Jmt为电机和滑块的惯量，Bmt为电机和滑块阻尼系数，D(t)为系统的扰动向量；

在驱动空间的控制器中，引入常对角正定矩阵 作为反馈控制增益：其中H(t)为非线性项，用于补偿式(21)中除绳索力外的惯量、阻尼、摩擦等非线性项，H(t)可表示为：由于H(t)过于复杂且难以获得，采用时延估计技术进行估计，其中L为延时时间， 为H(t)的估计值；

时延估计控制律可设计如下：

其中v为待设计的反馈控制律；

定义电机的跟踪误差为：

eθ(t)＝θd(t)‑θ(t) (26)选取滑模函数为：

其中Λ为正对角矩阵， 为电机跟踪误差一阶导。

对式(26)求导可得：

根据上式设计滑膜反馈控制律为：

其中sgn(s)为关于s的符号向量函数，D为正对角矩阵，η为正实参数。

将式(29)代入式(25)可获得驱动空间的控制器为：其中f为绳索期望拉力，由关节空间控制器输出的等效力矩τ根据二次规划计算得到。