CN119002281B 基于状态观测器的多机器人规定有限时间量化控制方法 （广东海洋大学）

号基于状态观测器的多机器人规定有限时间本发明公开了一种基于状态观测器的多机波器并建立自适应率；提出规定有限时间H∞定解决了目前的控制方法应用到多机器人系统时2i,2表示第i个双关节机器人的关节位置信息，表示第i个双关节机第i个双关节机器人的科里奥利力，Ci,1b，Ci,2b表示第i个双关节机器人的离心力；Mi,1a，Mi,1b机器人的地心引力；Q(ui,1)和Q(ui,2)为第i个双关节机器人的量化控制输入信号；τdi.1和k个关节所受的外部时变扰动；Mi,k表示为第i个机器人第k个关节的电机和连杆的转动惯ox为领导者机器人第k个关节的速度；v0,k为领导者机器人第k个关节的速度，S2、分别确定领导者和跟随者的状态观测器，并且3i个机器人第k个关节的性能函数下边界约束；差项；S51、根据步骤S1中领导者与跟随者的模型以及规定有限时间控制判据确定规定有限S52、为了使位置误差和速度误差在规定有限时间4S53、将所构建的规定有限时间H∞控制器的输出信号经过滞后量化器进行处理实现多2.根据权利要求1所述的基于状态观测器的多机器人规定有限时间量化控制方法，其S23、根据S22所得到的领导者加速度信息的估计3.根据权利要求2所述的基于状态观测器的多机器人规定有限时间量化控制方法，其54.根据权利要求2所述的基于状态观测器的多机器人规定有限时间量化控制方法，其5i,k6i,k7i,k8i,k的元素且aij表示第i个跟随者机器人与第j个跟随者机器人通信关系；bi表示第i个跟随者机器人与领导者机器人的通信关系；为第i个和第j个跟随者机器人位置估计信6[0002]随着实际工况需求的增大，单个机器人工作已经很难满足日益增长的工作任引入去估计未知的模糊上界。本发明提出了一种基于规定有限时间的自适应命令滤波器，它可以在规定有限时间内很好地将滤波误差限制在约7速度信息的先导测量情况下为每一个跟随者重构新的i个双关节机器人的关节位置信息，表示第i个双关qizMi,1b机器人的地心引力；Q(ui,1)和Q(ui,2)为第i个双关节机器人的量化控制输入信号；τdi.1和8[0028]进一步的，所述S22中利用微分方程组求解领导者加速度信息的估计值的具体方图中的元素且aij表示第i个跟随者机器人与第j个跟随者机器人通信关系；bi表示第i个跟随者机器人与领导者机器人的通信关系；为第i个和第j个跟随者机器人位置估计9[0043]式中，eai,k表示为加速度一致性误差，ai,k表示为第i个跟随者机器人的加速度，误差项。[0054]S51、根据步骤S1中领导者与跟随者的模型以及规定有限时间控制判据确定规定[0056]S53、将所构建的规定有限时间H∞控制器的输出信号经过滞[0064]本发明通过确定一种基于切换通信拓扑规定有限时间的级联领导者状态估计观[0065]针对多机器人系统一致性控制确定了一种基于状态观测器的多机器人规定有限[0066]图1为本发明基于状态观测器的多机器人规定有限时间量化控制方法流程示意qi,2iz和iz分别表示第i个双关节机器人的关节位置、速度和加速度信息。Ci,1a，Ci,1b，Ci,2a和Ci,2b表示第i个双关节机器人的科里奥利力和离心力；双关节机器人的地心引力；Q(ui,1)和Q(ui,2)为第i个双关节机器人的量化控制输入信号；τdi.1和τdi,2为第i个双关节机器人所受的外部扰动；ui,1和ui,2为第[0090]将第i个跟随者机器人的动力学方程表示为一个不确定的二阶非线性系统，该系σi,k(xi,k)表示为第i个机器人第k个关节的模型不确定性的i,k)表示为经过输入量化后的控制信号；τdi,k表示为第i个机器人第k个关节所受中c1和c2都是正常x(t),(6)速度信息的先导测量情况下为每一个跟随者重构新的]T]T]T和i,j=[0131]式中，eai,k表示为加速度一致性误差，ai,k表示为第i个跟随者机器人的加速度，[0133]-ox<ex[0136]根据多机器人的一致性误差以及所设计的性能约束，S3中的log型障碍Lyapunov)定义如下所述：均大于0和.和[0179]S51、根据步骤S1中领导者与跟随者的模型以及规定有限时间控制判据确定规定[0191]如果在非线性系统(35)的邻域H∈Rn中存在满足条件B>0,βai,k>0和βbi,k>0的在正区域H中；|x||→+∞的情况下满足条件Vi,k(x)→+∞,则认为系统在原点是部分规定有限时间稳定[0214]S53、将所构建的规定有限时间H∞控制器的输出信号经过滞[0221]多机器人编队的相对位置约束模块用于获取规定有限时间领导者状态观测器模[0222]虚拟控制器模块用于获取多机器人编队的相对位置约束模块的领导者与跟随者[0224]规定有限时间H∞控制器模块用于获取规定有限时间自适应命令滤波器模块的控择的模型参数对5个双关节机器人系统进行仿真实验，验证所设计的一种基于状态观测器示第二个机器人第一个关节的连接杆重量，m3,1表示第三个机器人第一个关节的连接杆重4,1表示第四个机器人第一个关节的连接杆重量间级联领导者观测器中的常数项，γ表示性能函1,1表示第一个机器人第一个关节的量化第一个关节的量化密度度量值，∏4,2表示第四个机器人第二个关节的量化密度度量值，2i,k3i,k4i,k5i,k6i,k7i,k8i,k9i,kdi,k表示量化过程的基本参数。有机器人关节1和关节2的位置跟踪误差值，可以看出性能约束曲线很好地限制了误差范现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定[0241]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各