1.一种机械臂自适应神经网络分布式控制系统，其特征在于：包括存在位置和姿态约束的且配备有传感器的多机械臂系统、接收来自多机械臂系统传感器数据的三维刚体动力学模型、与三维刚体动力学模型集成的通用时变非对称势垒函数、在线估计系统中的未知动力学参数的自适应神经网络以及基于自适应神经网络的估计设计的分布式协同跟踪控制器。

2.一种机械臂自适应神经网络分布式控制方法，其特征在于：基于权利要求1的控制系统进行机械臂自适应神经网络分布式控制，包括以下步骤：步骤S1：基于被抓物体的参考点建立三维刚体动力学模型；

步骤S2：利用通用时变非对称势垒函数将输出受限的动力学方程转化为考虑输出有界性的新动力学方程；

步骤S3：基于多层前馈神经网络建立学习模块估计系统中的未知动力学信息；

步骤S4：设计分布式协同跟踪控制器，并通过李雅普诺夫函数验证系统的稳定性。

3.根据权利要求2所述的一种机械臂自适应神经网络分布式控制方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：步骤S101：基于被抓物体的参考点建立三维刚体动力学模型，如下式所示：式中， 表示被抓物体在固定世界坐标系∑l中的位置， 和 分别表示为其中x是参考点P在∑l中的坐标，ω是角速度，ω在刚体的任何位置都是一致的，α是角加速度； 表示惯性矩阵， 表示离心‑科里奥利矩阵，g(X0)表示重力矩阵，Fε表示扰动力，Ωi表示抓取矩阵，表示每个机械臂所施加的控制力；

步骤S102：在三维刚体动力学模型中，X0＝(x0,R)，其可以表示为 其中，

式中，R表示与∑l和∑p相关的旋转矩阵，∑p表示被抓取刚体的坐标系，为了便于标记，令 其中，式中，(3)为特殊欧几里得群，表示变换矩阵的集合；

步骤S103：在刚体动力学中，惯量矩阵定义为：其中，m是被抓物体的质量，rp是参考点P在∑p中的坐标；

离心‑科里奥利矩阵定义为：

其中Jp是基于P的惯性矩阵，定义为：抓取矩阵Ωi为：

其中，ri为各个机械臂基于参考点P的坐标；

由于抓取矩阵的特性，Ω(X0,ri)的逆为：由此可知，

在机械臂动力学中，矩阵M(X0)是对称正定的，满足k1In≤M(X0)≤k2In，其中k1和k2是正常数， 是偏对称的。

4.根据权利要求3所述的一种机械臂自适应神经网络分布式控制方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：步骤S201：针对输出限制 其中 θ表示物体在运动时的旋转角度，‑A1和A2是时变函数，提出通用时变非对称势垒函数如下式所示：在公式(8)中，初始条件满足 且有以及

由上式可知，当 趋于‑A1或A2时，Y0趋于无穷，因此，当满足初始条件时，可将 的受限问题转化为Y0的有界问题；

步骤S202：对Y0求导得到下式：其中，

步骤S203：对Y0求二阶导数得到下式：步骤S204：将公式(9)和公式(10)带入(1)中可得到下式：T

在公式(11)中， 定义为 且有B1＝[b1,b2,b3,b4,b5,b6] ，并由此定义 K＝dP/dt，可知||P||F≤Pu，Pu是一个正数；

步骤S205：将公式(11)的两端同时乘P得到新动力学方程，如下式所示：其中，

E＝PMP

D＝PMK+PCP

如公式(12)所示的新动力学方程中，矩阵E是对称正定的，且存在正常数l1和l2，使得l1In≤E≤l2In，且 是偏对称的，即，经过通用时变非对称势垒函数转换后的新动力学方程仍满足多机械臂系统所需要满足的特性。

5.根据权利要求4所述的一种机械臂自适应神经网络分布式控制方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下步骤：步骤S301：对于新动力学方程(12)，建立如下式所示的多层前馈神经网络：T T

fi(x)＝Wiσ(Vix)+εi                  (13)其中，εi为近似误差，满足||εi||＜εb，且εb为正，σ是激活函数，Wi和Vi是神经网络权值，步骤S302：定义fi(x)的估计值，如下式所示：其中， 和 分别为Wi和Vi的估计值，设 作为估计误差，根据s型激活函数，隐藏层梯度 由下式给出：步骤S303：将估计误差定义为：其中，

定义，

上式包含所有神经网络权值的矩阵；可知||Ψi||F≤Ψ1i，其中Ψ1i为正数；式(14)中，ξi有界，因此可获得下式：其中， 和 是已知的正常数；

步骤S304：转换后的新动力学方程的跟踪误差定义为：其中， 为参考轨迹；

根据公式(13)，将滤波后的跟踪误差定义为因此新动力学方程(12)可表示为：其中，

由公式(13)可知，机械臂的动力学可以表示为：步骤S305：多层前馈神经网络包含变换后的机械臂E、D和H的动力学，为获取这些未知量，设计自适应控制器如下：式中，Γr,i，Γw,i，Γv,i为正定矩阵， 为正增益参数，

6.根据权利要求5所述的一种机械臂自适应神经网络分布式控制方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下步骤：步骤S401：设计各个机械臂的分布式控制器，如下式所示：其中，

上式中的Θi为正定矩阵，公式(21)中的 是由材料变形引起的，满足有助于内力的相互调节，公式(21)中的参数满足以下条件：其中，τmin,i为 的最小奇异值， 和 将在稍后的证明中设计；

步骤S402：考虑Lyapunov函数：对公式(23)求导可得：

步骤S403：将公式(13)和公式(18)代入公式(24)得到：‑1

由于 是偏对称的，因此有 另外，有 和PΩiP ＝Ωi，并将公式(6)、公式(7)和公式(21)带入上式得到：同时，在上式中代入公式(14)得到：由于tr(AB)＝tr(BA)，可以得到：由于 代入公式(16)和自适应控制器(20)可以得到：

步骤S404：在公式(25)中，当括号中的项和为正时， 为负，提取公式(25)括号中的项得到：其中， 和 由此有，

或

当满足上述条件时，公式(25)中括号内的项为负；在 和 的定义方程中，由于Ψ1i、Pu和 是有界的， 和 也是有界的，因此由这些变量定义的闭集Δz和 是紧集， 在超过紧集Δz时为负，故，系统是一致最终有界的。