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本公开提出了基于非线性扩张状态观测器的机械臂跟踪控制器及系统，包括：非线性跟踪微分器、非线性扩张状态观测器及非线性状态误差反馈控制律；所述非线性跟踪微分器将机械臂关节角的期望位置信号进行跟踪，得到期望位置信号的跟踪信号及其微分信号并输出；所述非线性扩张状态观测器用于获得系统时延和扰动为不确定性因素的估计值；所述非线性状态误差反馈控制律利用非线性跟踪微分器的输出与非线性扩张状态观测器的输出之差来形成反馈控制分量，将非线性扩张状态观测器估计值以前馈补偿的形式加入系统控制律中，得系统总的控制律。本公开的优点是所述非线性自抗扰控制方法可以抑制扰动，而且可以实现系统跟踪误差的快速收敛。

本公开针对具有时延、模型参数摄动以及外部有界扰动影响下的工业机械臂跟踪控制问题，采用了自抗扰控制方法设计了非线性跟踪微分器，非线性状态观测器和控制器，以提高系统的跟踪控制性能和抗干扰能力。 本公开的优点是所述非线性自抗扰控制方法可以抑制扰动，而且可以实现系统跟踪误差的快速收敛。增加了系统的快速性，可靠性。利用非线性状态误差反馈控制率来设计控制器，也能在一定的程度上实现控制器的自抗扰能力。

济南大学是山东省人民政府和教育部共建的综合性大学、山东省重点建设大学、山东省高水平大学“冲一流”建设高校，具有学士、硕士、博士学位授予权。 学校始建于1948年，建校70多年来，学校铭记“弘毅、博学、求真、至善”的校训，传承“勤奋、严谨、团结、创新”的校风，发扬“艰苦奋斗、凝心聚力、追求卓越”的精神，为国家建设和经济社会发展培养了大批优秀人才，近35万名校友遍布海内外。 学校现设23个学院，建有3个博士后科研流动站、5个一级学科博士学位授权点、25个一级学科硕士学位授权点、22个硕士专业学位培养类别。学校每年本科招生专业70个左右，学科专业涵盖经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、医学、管理学、艺术学、交叉学科等11个学科门类。全日制在校本科生、研究生、国际学生38000余人。