CN119002281B 基于狀態觀測器的多機器人規定有限時間量化控制方法 （廣東海洋大學）

號基于狀態觀測器的多機器人規定有限時間本發明公開了一種基于狀態觀測器的多機波器并建立自適應率；提出規定有限時間H∞定解決了目前的控制方法應用到多機器人系統時2i,2表示第i個雙關節機器人的關節位置信息，表示第i個雙關節機第i個雙關節機器人的科里奧利力，Ci,1b，Ci,2b表示第i個雙關節機器人的離心力；Mi,1a，Mi,1b機器人的地心引力；Q(ui,1)和Q(ui,2)為第i個雙關節機器人的量化控制輸入信號；τdi.1和k個關節所受的外部時變擾動；Mi,k表示為第i個機器人第k個關節的電機和連桿的轉動慣ox為領導者機器人第k個關節的速度；v0,k為領導者機器人第k個關節的速度，S2、分別確定領導者和跟隨者的狀態觀測器，并且3i個機器人第k個關節的性能函數下邊界約束；差項；S51、根據步驟S1中領導者與跟隨者的模型以及規定有限時間控制判據確定規定有限S52、為了使位置誤差和速度誤差在規定有限時間4S53、將所構建的規定有限時間H∞控制器的輸出信號經過滯后量化器進行處理實現多2.根據權利要求1所述的基于狀態觀測器的多機器人規定有限時間量化控制方法，其S23、根據S22所得到的領導者加速度信息的估計3.根據權利要求2所述的基于狀態觀測器的多機器人規定有限時間量化控制方法，其54.根據權利要求2所述的基于狀態觀測器的多機器人規定有限時間量化控制方法，其5i,k6i,k7i,k8i,k的元素且aij表示第i個跟隨者機器人與第j個跟隨者機器人通信關系；bi表示第i個跟隨者機器人與領導者機器人的通信關系；為第i個和第j個跟隨者機器人位置估計信6[0002]隨著實際工況需求的增大，單個機器人工作已經很難滿足日益增長的工作任引入去估計未知的模糊上界。本發明提出了一種基于規定有限時間的自適應命令濾波器，它可以在規定有限時間內很好地將濾波誤差限制在約7速度信息的先導測量情況下為每一個跟隨者重構新的i個雙關節機器人的關節位置信息，表示第i個雙關qizMi,1b機器人的地心引力；Q(ui,1)和Q(ui,2)為第i個雙關節機器人的量化控制輸入信號；τdi.1和8[0028]進一步的，所述S22中利用微分方程組求解領導者加速度信息的估計值的具體方圖中的元素且aij表示第i個跟隨者機器人與第j個跟隨者機器人通信關系；bi表示第i個跟隨者機器人與領導者機器人的通信關系；為第i個和第j個跟隨者機器人位置估計9[0043]式中，eai,k表示為加速度一致性誤差，ai,k表示為第i個跟隨者機器人的加速度，誤差項。[0054]S51、根據步驟S1中領導者與跟隨者的模型以及規定有限時間控制判據確定規定[0056]S53、將所構建的規定有限時間H∞控制器的輸出信號經過滯[0064]本發明通過確定一種基于切換通信拓撲規定有限時間的級聯領導者狀態估計觀[0065]針對多機器人系統一致性控制確定了一種基于狀態觀測器的多機器人規定有限[0066]圖1為本發明基于狀態觀測器的多機器人規定有限時間量化控制方法流程示意qi,2iz和iz分別表示第i個雙關節機器人的關節位置、速度和加速度信息。Ci,1a，Ci,1b，Ci,2a和Ci,2b表示第i個雙關節機器人的科里奧利力和離心力；雙關節機器人的地心引力；Q(ui,1)和Q(ui,2)為第i個雙關節機器人的量化控制輸入信號；τdi.1和τdi,2為第i個雙關節機器人所受的外部擾動；ui,1和ui,2為第[0090]將第i個跟隨者機器人的動力學方程表示為一個不確定的二階非線性系統，該系σi,k(xi,k)表示為第i個機器人第k個關節的模型不確定性的i,k)表示為經過輸入量化后的控制信號；τdi,k表示為第i個機器人第k個關節所受中c1和c2都是正常x(t),(6)速度信息的先導測量情況下為每一個跟隨者重構新的]T]T]T和i,j=[0131]式中，eai,k表示為加速度一致性誤差，ai,k表示為第i個跟隨者機器人的加速度，[0133]-ox<ex[0136]根據多機器人的一致性誤差以及所設計的性能約束，S3中的log型障礙Lyapunov)定義如下所述：均大于0和.和[0179]S51、根據步驟S1中領導者與跟隨者的模型以及規定有限時間控制判據確定規定[0191]如果在非線性系統(35)的鄰域H∈Rn中存在滿足條件B>0,βai,k>0和βbi,k>0的在正區域H中；|x||→+∞的情況下滿足條件Vi,k(x)→+∞,則認為系統在原點是部分規定有限時間穩定[0214]S53、將所構建的規定有限時間H∞控制器的輸出信號經過滯[0221]多機器人編隊的相對位置約束模塊用于獲取規定有限時間領導者狀態觀測器模[0222]虛擬控制器模塊用于獲取多機器人編隊的相對位置約束模塊的領導者與跟隨者[0224]規定有限時間H∞控制器模塊用于獲取規定有限時間自適應命令濾波器模塊的控擇的模型參數對5個雙關節機器人系統進行仿真實驗，驗證所設計的一種基于狀態觀測器示第二個機器人第一個關節的連接桿重量，m3,1表示第三個機器人第一個關節的連接桿重4,1表示第四個機器人第一個關節的連接桿重量間級聯領導者觀測器中的常數項，γ表示性能函1,1表示第一個機器人第一個關節的量化第一個關節的量化密度度量值，∏4,2表示第四個機器人第二個關節的量化密度度量值，2i,k3i,k4i,k5i,k6i,k7i,k8i,k9i,kdi,k表示量化過程的基本參數。有機器人關節1和關節2的位置跟蹤誤差值，可以看出性能約束曲線很好地限制了誤差范現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定[0241]這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一普通技術人員可以根據本發明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發明實質的其它各