山东建筑大学于江波获国家专利权
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龙图腾网获悉山东建筑大学申请的专利一种用于柔性机械臂的自适应预设时间控制方法及系统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:CN121061890B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24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:202511575961.X,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种用于柔性机械臂的自适应预设时间控制方法及系统是由于江波;孙大壮;赵彦;刘莉;王春晓;李成栋设计研发完成,并于2025-10-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于柔性机械臂的自适应预设时间控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供了一种用于柔性机械臂的自适应预设时间控制方法及系统,涉及控制科学与工程领域,包括:构建柔性机械臂的动力学模型,并推导非线性系统状态方程;基于系统状态方程,构建时间变换函数和坐标变换函数;利用时间变换函数和坐标变换函数,构建自适应预设时间控制器,在控制器输出端串联死区补偿器,对理想输入控制信号进行补偿,得到实际控制输入并作用于柔性机械臂;本发明通过在柔性机械臂控制中引入时间变换函数,并结合李雅普诺夫函数和自适应估计方法,最终输出渐近跟踪给定跟踪曲线,保证全局规定的瞬态性能,使得在稳定时间和跟踪精度方面的性能指标可以根据任务要求离线预分配,而不依赖于初始状态和任何设计参数。
本发明授权一种用于柔性机械臂的自适应预设时间控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种用于柔性机械臂的自适应预设时间控制方法,其特征在于,包括: 构建柔性机械臂的动力学模型,并基于该模型推导出包含不匹配固有未知参数和外部未建模动态干扰的非线性系统状态方程; 基于系统状态方程,构建时间变换函数,通过重新定义时间尺度,将有限时间映射为无穷时域,使得误差动态在预设时间内实现收敛,同时构建坐标变换函数,将状态变量转换为误差坐标,以约束包含关节位置误差与柔性变形误差的跟踪误差变量;所述时间变换函数为: 其中,T为收敛时间,t是时间,范围在[0,T]; 所述坐标变换函数为: 其中,为期望输出,是控制器设计中的虚拟控制律; 利用时间变换函数和坐标变换函数,构建虚拟控制律、自适应控制律和理想输入控制律,组成自适应预设时间控制器,并通过李雅普诺夫函数验证控制器是否满足稳定性条件;所述虚拟控制律,用公式表示为: 其中,参数为非负常数,T为收敛时间; 所述自适应控制律,用公式表示为: 其中,作为的估计值,为正常数,为连续非负函数; 所述理想输入控制律,用于生成理想输入控制信号,用公式表示为: 其中,参数为非负常数,与为坐标变换函数为虚拟控制律,作为的估计值,为非负函数; 在验证通过的控制器输出端串联死区补偿器,对控制器生成的理想输入控制进行补偿,得到实际控制输入并作用于柔性机械臂,实现自适应预设时间控制;所述死区补偿器,用于对控制器生成的理想输入控制信号进行补偿,取为中间变量,令: 其中,和是非负函数,和是已知常数; 引入死区补偿器,得到补偿后的输入控制信号: 其中,和是非负函数,满足,和分别是正向死区参数和负向死区参数,满足且。
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