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龙图腾网获悉浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司申请的专利考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115877712B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211531599.2，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法是由商巍;刘周;李立军;章正飞;李靖;刘宇帆;王喻林设计研发完成，并于2022-12-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法，首先,对电缆驱动机械臂模型进行合理选择,针对模型参数包括残余的联动动态、电机动态和集总的不确定性，使用时间延迟估计TDE来估计和补偿残余的集总系统动态；其次,针对机械臂动力学模型的特点以及控制需求,采用自适应多变量螺旋滑模设计控制器,进一步考虑了参数的不确定性和未知的外部干扰，对TED的估计进行误差补偿，有效地提高了控制系统的鲁棒性；最后基于Lyapunov的稳定性分析方法证明了闭环系统的稳定性。

本发明授权考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法在权利要求书中公布了：1.考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，建立动力学模型用于描述电缆机械臂的状态； 步骤1中，n自由度的机械臂的动力学模型可表示为； 式中，J和dm是电机惯性和阻尼矩阵，q和θ是关节和电机位置向量， 分别表示对q和θ求一阶导数和二阶导数，Mq是惯性矩阵，是科里奥利离心矩阵，gq是引力，则是摩擦矢量，τm和τs分别为电机给出的控制转矩和关节柔度转矩，ds为阻尼矩阵，ks为关节刚度矩阵，τd表示集总未知不确定性； 为了方便使用TDE方案，即基于时延估计法，将2代入1，应用常数参数得到： 其中，f的表达式为： 步骤2，运用时间延迟估计TDE方案估计动力学模型中未知参数的估计值； 步骤2中，利用时延估计方法来估计未知参数f的值，求出其估计值 式中Δt为延迟时间，将动力学模型4带入6可得： 由6和7可以看出，时延估计方案的目的是仅使用控制和加速度信号的时滞值估计集总系统动力学，然后给出一种无模型方案，在工程运用中，τmt-Δt可以由τm的直接时滞得出，利用数值微分法得到 其中，总时间T≥2Δt，在初始阶段时，时刻t≤2Δt，qt具有实际测量值，而qt-2Δt会被手动置零，从而可能导致强烈波动，因此8用来缓解可能存在的强烈波动； 步骤3，针对机械臂的特征，设计控制精度更高的自适应多变量螺旋控制方法； 针对机械臂的动力学模型，考虑执行器饱和以及外界干扰的影响设计姿态控制器，定义机械臂的姿态跟踪误差为： eq＝q-qd10 其中qd为待确定的期望姿态，对10两边二次求导可得 设和是q和qd的二阶导数，Δd为外部干扰，则 考虑机械臂输入饱和的影响，式12可转化为下式13的形式 其中为非线性饱和特性函数其中g的表达式如下所示： 其中，τmimax为执行机构所允许的最大力矩值，通过式14得：当控制器产生的力|τmi|大于τmimax时，当控制器产生的力|τmi|小于τmimax时，通过函数通过函数将输出控制力矩限制在了执行器允许的范围内； 通过上述变换，得到机械臂系统的面向控制模型： 其中 ||ρ||≤D,D＞0且未知； 基于式15，采用自适应多变量螺旋算法设计姿态控制器如式17所示： 其中k1＞0为自适应增益，满足式18中所示的自适应率： α1，β1，ε1为自定义参数，为k1的一阶导数，将姿态控制器17代入15中，得式19，

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