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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所申请的专利一种可用于机器人系统的容错控制器设计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：CN119292234B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202411414958.5，技术领域涉及：G05B23/02；该发明授权一种可用于机器人系统的容错控制器设计方法是由高升;张伟;李婷;邹晨洋;吕正洋;田远征设计研发完成，并于2024-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种可用于机器人系统的容错控制器设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种可用于机器人系统的容错控制器设计方法，涉及机器人系统精准控制与故障处理领域。首先考虑执行器部分失效故障、模型不确定性以及外部干扰，建立机器人动力学开环系统，然后引入执行器输入饱和非线性，使控制输入向量更符合实际物理系统的约束，接着提出一种改进的收敛性能更优的预设性能函数，然后基于终端滑模框架设计终端滑模面，最后基于此滑模面设计固定时间预设性能容错控制器。本发明能够高效处理机器人系统发生的执行器部分失效故障，同时保证对机器人系统建模不确定性与外部干扰的鲁棒性，有效提升机器人系统的动态响应能力与稳态控制精度，提高机器人系统的安全性与可靠性，延长其实际使用寿命。

本发明授权一种可用于机器人系统的容错控制器设计方法在权利要求书中公布了：1.一种可用于机器人系统的容错控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：建立机器人动力学开环系统； 步骤2：在机器人动力学开环系统的控制输入向量中引入执行器输入饱和非线性，得到引入执行器输入饱和非线性的控制输入向量； 步骤3：构建改进的预设性能函数； 步骤4：根据改进的预设性能函数并基于终端滑模框架设计终端滑模面； 步骤5：基于所设计的机器人动力学开环系统、引入执行器输入饱和非线性的控制输入向量和终端滑模面，建立固定时间预设性能容错控制器； 步骤2中所述引入执行器输入饱和非线性的控制输入向量为： ； 其中，表示引入执行器输入饱和非线性的控制输入向量，表示执行器的输入信息；表示控制输入的最大幅值；定义为，其中，表示执行器的输入信息的第项；表示符号函数，符号为取绝对值，表示向量取模函数； 步骤3中所述改进的预设性能函数为： ； 其中，表示改进的预设性能函数；，，和为待设计的函数性能参数，其中，表示初始值，表示最终收敛值，为固定的收敛时间，为调节比例参数；为时间变量，exp表示自然指数函数； 步骤4中所述终端滑模面为： ； ； ； ； ； ； 其中，为设计的终端滑模面；和为待设计的对角正定矩阵；为位置误差向量，即，为机器人第个关节的位置误差，且，为第个关节的实际位置值，为第个关节的期望位置值，为位置误差向量e的导数；为位置误差向量e转换后的位置误差向量，为转换后的位置误差向量中的第项；为由位置误差向量以及其导数组成的向量，为设计的改进的预设性能函数，为的导数；为由预设性能函数组成的矩阵；为待设计的预设性能上边界值，为待设计的预设性能下边界值；和为正常数，并满足；ln表示以常数e为底的自然对数符号，diag表示对角矩阵构建函数；为待设计的正常数。

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