交通運輸部公路科學研究所;北京新橋技術發展有限公司陳煉獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉交通運輸部公路科學研究所;北京新橋技術發展有限公司申請的專利基于擴張狀態觀測器的工業機械手抗飽和跟蹤控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120395919B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510919612.9,技術領域涉及:B25J9/16;該發明授權基于擴張狀態觀測器的工業機械手抗飽和跟蹤控制方法是由陳煉;王岱岳;王義旭設計研發完成,并于2025-07-04向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于擴張狀態觀測器的工業機械手抗飽和跟蹤控制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于擴張狀態觀測器的工業機械手抗飽和跟蹤控制方法,屬于工業機械手自動化運行軌跡控制領域,該方法包括以下步驟:基于工業機械手的動力學模型,采用雙曲正切函數對執行機構的輸出飽和特性進行建模處理,得到經過抗飽和處理的動力學模型;基于經過抗飽和處理的動力學模型,設計具有半全局一致最終穩定特性的擴張狀態觀測器,并基于擴張狀態觀測器輸出未知函數估計值;基于未知函數估計值,采用動態面控制架構設計遞歸的抗飽和控制信號,實現對工業機械手的精確跟蹤控制。本發明設計擴張狀態觀測器不僅可以實時估計被控系統中的未知動態,還省去了訓練神經網絡權重所帶來的計算開銷,因此執行、部署效率較快。
本發明授權基于擴張狀態觀測器的工業機械手抗飽和跟蹤控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于擴張狀態觀測器的工業機械手抗飽和跟蹤控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 基于工業機械手的動力學模型,采用雙曲正切函數對執行機構的輸出飽和特性進行建模處理,得到經過抗飽和處理的動力學模型; 得到經過抗飽和處理的動力學模型的過程包括:基于工業機械手的動力學模型,獲取執行機構的最大輸出轉矩和最小輸出轉矩;基于所述最大輸出轉矩和最小輸出轉矩得到輸出轉矩范圍;采用雙曲正切函數對所述輸出轉矩范圍進行飽和特性建模,得到連續可微的抗飽和補償函數;基于所述抗飽和補償函數對原始動力學模型進行變換處理,得到經過抗飽和處理的動力學模型; 所述經過抗飽和處理的動力學模型的表達式為: 式中,表示連桿質量,表示連桿長度,表示關節剛度,表示電機的轉動慣量, 表示連桿的角位移,表示連桿的角速度,表示驅動電機的角位移,表示驅動電機的角 速度,表示第一未知函數,表示第二未知函數,為工業機械手的輸出信 號,表示利用雙切正切函數對輸出飽和模型進行近似建模后所產生的逼近誤差, 為獲得的最終抗飽和的命令轉矩控制信號,表示為飽和受限參數,為的導數,為 的導數,為的導數,為的導數; 基于所述經過抗飽和處理的動力學模型,設計具有半全局一致最終穩定特性的擴張狀態觀測器,并基于所述擴張狀態觀測器輸出未知函數估計值;其中,所述擴張狀態觀測器包括第一未知函數對應的擴張狀態觀測器和第二未知函數對應的擴張狀態觀測器; 基于所述未知函數估計值,采用動態面控制架構設計遞歸的抗飽和控制信號,實現對工業機械手的精確跟蹤控制。
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