一种多柔性机械臂系统迭代学习容错一致性控制方法,包括以下步骤:S1、构建有向通信拓扑结构,将柔性机械臂作为跟随者,并建立虚拟领导者;基于哈密顿原理建立多柔性机械臂系统的数学模型;S2、为多柔性机械臂系统的每个跟随者构造用于估计所述虚拟领导者角位移和角速度的有限时间观测器;S3、基于有限时间观测器估计的虚拟领导者状态,结合执行器故障模型和基于采样数据的事件触发规则设计多柔性机械臂系统的迭代学习规律、参数自适应规律和控制信号;本控制方法结合有限时间观测器的估计值进行基于采样数据事件触发机制的容错一致性控制设计,以实现在节约通信资源的同时,使系统实现一致性控制。
背景技术
机械臂作为现代自动化技术的重要组成部分,在科技进步和先进生产力发展需求的推动下,已经被广泛应用于工业、医疗、服务等多个领域。传统的刚性机械臂由于结构刚性高,运动路径受到限制,难以适应复杂多变的工作环境而已经无法满足人们对于轻型化、精密化、智能化日益严苛的要求。在此背景下,柔性机械臂凭借其质量轻、灵活性高、可操作性强、能够在复杂的环境中完成任务等优点被广泛研究。柔性机械臂不仅能够在狭窄空间内灵活穿行,还能够通过自身的柔性特性避免因碰撞导致的损坏。然而,在实际的生产活动中,由于外界环境的复杂性和柔性机械臂结构的灵活性,柔性机械臂在运行的过程中容易产生振动和变形,进而对系统的控制精度造成影响,甚至会破坏系统的结构完整性。
为此,现有技术提出用四阶偏微分方程对柔性机械臂进行建模,并提出了许多控制方法来实现轨迹跟踪的同时抑制柔性机械臂的振动,可在一定程度上降低柔性机械臂的硬件损耗,延长使用寿命。需要指出的是,现有控制方法通常仅考虑单个柔性机械臂系统的轨迹跟踪和振动控制,对于多个柔性机械臂系统一致性控制的研究较少。而多柔性机械臂系统在实际应用中存在两个技术问题:(1)由于系统通信带宽等因素的限制,可能出现系统通信延迟、网络拥堵等情况,增加了网络传感器的负担;(2)多柔性机械臂在控制过程中会因为单个柔性机械臂的误差累加导致整个系统的控制精度下降。
实现思路