科创中国

为了克服现有的机械臂伺服系统的无法有效地饱和补偿以及模型参数不确定性等的不足，本发明提供一种基于反演滑模控制的机械臂系统饱和补偿控制方法，实现了带饱和输入的机械臂系统位置跟踪控制，保证系统稳定快速跟踪。

一种基于反演滑模控制的机械臂系统饱和补偿控制方法，包括：建立机械臂伺服系统的动态模型，初始化系统状态、采样时间以及控制参数；根据微分中值定理，将系统中的非线性输入饱和线性化处理，推导出带有未知饱和的机械臂伺服系统模型；计算控制系统跟踪误差，滑模面及微分。本发明提供一种能够有效避免未知饱和输入对系统位置跟踪控制性能的影响，利用动态补偿的反演滑模控制方法，实现系统的稳定快速跟踪。

工业自动化生产线：在汽车制造、电子产品组装等高精度的工业生产场景中，机械臂需要精确地完成各种复杂的动作。这种控制方法可以有效补偿机械臂在高速运动或负载变化时产生的饱和现象，提高机械臂的运动精度和稳定性。例如，在汽车焊接生产线中，机械臂能够更精准地进行焊接操作，提高焊接质量。

太空探索和卫星维修领域：太空机械臂在太空环境下操作，面临着微重力、高真空等复杂情况。该控制方法可以确保机械臂在执行抓取卫星、维修太空设备等任务时，能够快速、准确地动作，克服各种干扰因素，保证任务的顺利进行。

康复医疗机器人应用：用于康复治疗的机械臂设备，需要根据患者的肢体运动情况进行精确的辅助和引导。这种饱和补偿控制方法可以使康复机械臂更好地适应患者的个体差异和运动变化，提供更个性化、更安全的康复治疗服务。

浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”（2011计划）协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校，坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务，以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色，大力培养德智体美劳全面发展，富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。

本发明的技术构思为：针对机械臂伺服系统，考虑未知饱和输入的情况下，利用微分中值定理优化饱和结构，提出带有饱和模型的机械臂伺服系统。再结合神经网络、自适应控制以及反演滑模控制，设计一种机械臂伺服系统的饱和补偿控制方法。通过微分中值定理，使饱和连续可微，再通过神经网络逼近未知函数，取消了传统饱和的附加补偿。并且利用反演滑模设计虚拟误差变量，实现系统的位置跟踪控制。本发明提供一种能够有效避免未知饱和输入对系统位置跟踪控制性能的影响的反演滑模控制方法，实现系统的稳定快速跟踪。

本发明的优点为：避免未知饱和输入对系统位置跟踪控制性能的影响，补偿系统未知模型不确定项，实现系统的位置跟踪。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。