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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利一种基于控制障碍函数的机器人鲁棒安全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：CN120755877B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27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：202511013313.5，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种基于控制障碍函数的机器人鲁棒安全控制方法是由陈仲秋;刘玉发;刘勇华;林明;鲁仁全;苏春翌设计研发完成，并于2025-07-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于控制障碍函数的机器人鲁棒安全控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于机器人控制技术领域，具体涉及一种基于控制障碍函数的机器人鲁棒安全控制方法，包括以下步骤：步骤S1：建立包含状态变量、控制输入和扰动项的机器人系统模型步骤S2：设计干扰观测器，实时估计与补偿系统的扰动；步骤S3：基于干扰估计结果，定义系统安全目标，构造控制障碍函数将系统的安全约束转化为控制输入需满足的不等式条件，并进行系统安全性分析，证明系统安全集的前向不变性；步骤S4：通过控制障碍函数结合期望的跟踪控制器，设计安全控制器；并进行系统安全性分析，证明系统安全集的前向不变性。本发明以实现系统在不确定环境中的安全性与跟踪性能兼顾的控制目标。

本发明授权一种基于控制障碍函数的机器人鲁棒安全控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于控制障碍函数的机器人鲁棒安全控制方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤S1：建立包含状态变量、控制输入和扰动项的机器人系统模型； 所述步骤S1中，单连杆机器人建模为： ； 其中，式1描述了单连杆系统的动力学特性；表示关节角，分别表示角速度和角加速度；为转动惯量，其中为杆质量，为杆长；为粘性摩擦系数，为重力加速度，表示为非线性重力项，为关节力矩，为扰动项； 引入状态空间变量，则式1写为 ； 步骤S2：设计干扰观测器，实时估计与补偿系统的扰动； 所述步骤S2中，所述干扰观测器设计如下： ； 其中，是内部状态函数，为干扰估计，为调节参数； 定义干扰误差函数为： ； 由于实际干扰有界，定义；的含义是指干扰的界，是一个已知常数；对误差函数求时间导数，得到 ； 定义李雅普诺夫函数为： ； 结合杨氏不等式，对求时间导数，可得 ； 其中，为正常数且满足； 对于所有的，都有成立，根据式7和比较引理，可得 ； 由式8可见，干扰估计误差有界； 步骤S3：基于干扰估计结果，定义系统安全目标，构造控制障碍函数将系统的安全约束转化为控制输入需满足的不等式条件，并进行系统安全性分析，证明系统安全集的前向不变性； 所述步骤S3中，定义系统安全目标函数为及其安全集为： ； 则控制障碍函数构造为 ； 其中，虚拟控制器，且；是指，对的偏导的意思，是一个正常数，为上文中的安全目标函数；为设计参数；对控制障碍函数求导可得： ； 因此，系统的安全约束转化为控制输入需满足的不等式条件为： ； 其中，为正常数， 步骤S4：通过控制障碍函数结合期望的跟踪控制器，设计安全控制器；并进行系统安全性分析，证明系统安全集的前向不变性； 所述步骤S4中，根据式12，二次规划问题可写为： ； 其中，，，是期望的控制器； 定义，，由式13求解的拉格朗日因子为 ； lamda为拉格朗日因子，A和B代表上文中的等式，delta为平滑因子，log·为对数函数和exp·为指数函数；沿方向进行安全滤波后，安全控制器为： 。

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