所屬的技術(shù)人員知道，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，因此，本發(fā)明可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，還可以是硬件和軟件結(jié)合的形式，本文一般稱(chēng)為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。

背景技術(shù)：

1、針對(duì)漂浮基空間機(jī)器人，動(dòng)力學(xué)控制是指以機(jī)器人的速度和加速度為被控變量，實(shí)時(shí)的根據(jù)狀態(tài)反饋值計(jì)算操縱力和力矩的過(guò)程，若要得到執(zhí)行器的控制輸入，還需要解算操縱力和力矩與控制器的映射關(guān)系?，F(xiàn)有技術(shù)如比例-積分與微分控制、滑?？刂?、魯棒控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，在應(yīng)對(duì)漂浮基空間機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題時(shí)，僅僅局限性地考慮了抗干擾、非線(xiàn)性系統(tǒng)線(xiàn)性化或振動(dòng)抑制中的一種問(wèn)題，不能很好地應(yīng)用到真實(shí)的工作環(huán)境中，使漂浮基控制機(jī)器人具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。

2、因此，亟需提供一種技術(shù)方案解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備和介質(zhì)。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制方法，該方法的技術(shù)方案如下：

3、在用于控制漂浮基空間機(jī)器人的原始動(dòng)力學(xué)模型中，引入機(jī)器人干擾項(xiàng)、參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)和不確定項(xiàng)，生成目標(biāo)動(dòng)力學(xué)模型；

4、基于目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)反饋值，并根據(jù)所述目標(biāo)動(dòng)力學(xué)模型及相應(yīng)的目標(biāo)動(dòng)力學(xué)控制器，生成所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的目標(biāo)向量；其中，所述目標(biāo)向量是用于表征當(dāng)前操縱力與當(dāng)前操縱力矩所構(gòu)成的向量；

5、根據(jù)所述目標(biāo)向量，確定所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前控制量，并根據(jù)所述當(dāng)前控制量，對(duì)所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人進(jìn)行控制。

6、本發(fā)明的一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制方法的有益效果如下：

7、本發(fā)明的方法通過(guò)對(duì)漂浮基空間機(jī)器人的機(jī)器人干擾項(xiàng)、參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)和不確定項(xiàng)進(jìn)行同時(shí)估計(jì)，能夠自適應(yīng)的產(chǎn)生平滑控制輸出，還提高了漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制的魯棒性。

8、在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制方法還可以做如下改進(jìn)。

9、在一種可選的方式中，所述目標(biāo)動(dòng)力學(xué)模型為：m為慣性矩陣，c(x)為科氏力矩陣，d(x)為阻尼矩陣，w為所述不確定項(xiàng)，f(x)表征所述機(jī)器人干擾項(xiàng)與所述參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)，τ為所述目標(biāo)向量，τ＝[xy?z?k?m?n]t，x為縱向力，y為橫向力，z為垂向力，k為橫滾力矩，m為俯仰力矩，n為偏航力矩；x為所述當(dāng)前狀態(tài)反饋值，x＝[u?v?w?p?q?r]t，u為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前縱向速度，v為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前橫向速度，w為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前垂向速度，p為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前橫滾角速度，q為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前俯仰角速度，r為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前偏航角速度，為x的導(dǎo)數(shù)。

10、在一種可選的方式中，所述目標(biāo)向量的結(jié)構(gòu)表達(dá)式為：τ＝τm+τad；τm為靜態(tài)反饋控制量，τad為自適應(yīng)控制量，τm＝-kmx，km為反饋增益。

11、在一種可選的方式中，所述目標(biāo)動(dòng)力學(xué)控制器包括：狀態(tài)預(yù)測(cè)方程、自適應(yīng)律方程與控制律方程；所述狀態(tài)預(yù)測(cè)方程用于計(jì)算所述當(dāng)前狀態(tài)反饋值對(duì)應(yīng)的當(dāng)前狀態(tài)反饋預(yù)測(cè)值，所述自適應(yīng)律方程用于對(duì)所述機(jī)器人干擾項(xiàng)、所述參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)和所述不確定項(xiàng)進(jìn)行估計(jì)，所述控制律方程用于計(jì)算所述自適應(yīng)控制量。

12、第二方面，本發(fā)明提供一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的技術(shù)方案如下：

13、包括：構(gòu)建模塊、生成模塊和控制模塊；

14、所述構(gòu)建模塊用于：在用于控制漂浮基空間機(jī)器人的原始動(dòng)力學(xué)模型中，引入機(jī)器人干擾項(xiàng)、參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)和不確定項(xiàng)，生成目標(biāo)動(dòng)力學(xué)模型；

15、所述生成模塊用于：基于目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)反饋值，并根據(jù)所述目標(biāo)動(dòng)力學(xué)模型及相應(yīng)的目標(biāo)動(dòng)力學(xué)控制器，生成所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的目標(biāo)向量；其中，所述目標(biāo)向量是用于表征當(dāng)前操縱力與當(dāng)前操縱力矩所構(gòu)成的向量；

16、所述控制模塊用于：根據(jù)所述目標(biāo)向量，確定所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前控制量，并根據(jù)所述當(dāng)前控制量，對(duì)所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人進(jìn)行控制。

17、本發(fā)明的一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)的有益效果如下：

18、本發(fā)明的系統(tǒng)通過(guò)對(duì)漂浮基空間機(jī)器人的機(jī)器人干擾項(xiàng)、參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)和不確定項(xiàng)進(jìn)行同時(shí)估計(jì)，能夠自適應(yīng)的產(chǎn)生平滑控制輸出，還提高了漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制的魯棒性。

19、在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一種漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)還可以做如下改進(jìn)。

20、在一種可選的方式中，所述目標(biāo)動(dòng)力學(xué)模型為：m為慣性矩陣，c(x)為科氏力矩陣，d(x)為阻尼矩陣，w為所述不確定項(xiàng)，f(x)表征所述機(jī)器人干擾項(xiàng)與所述參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)，τ為所述目標(biāo)向量，τ＝[xy?z?k?m?n]t，x為縱向力，y為橫向力，z為垂向力，k為橫滾力矩，m為俯仰力矩，n為偏航力矩；x為所述當(dāng)前狀態(tài)反饋值，x＝[uvwpqr]t，u為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前縱向速度，v為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前橫向速度，w為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前垂向速度，p為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前橫滾角速度，q為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前俯仰角速度，r為所述目標(biāo)漂浮基空間機(jī)器人的當(dāng)前偏航角速度，為x的導(dǎo)數(shù)。

21、在一種可選的方式中，所述目標(biāo)向量的結(jié)構(gòu)表達(dá)式為：τ＝τm+τad；τm為靜態(tài)反饋控制量，τad為自適應(yīng)控制量，τm＝-kmx，km為反饋增益。

22、在一種可選的方式中，所述目標(biāo)動(dòng)力學(xué)控制器包括：狀態(tài)預(yù)測(cè)方程、自適應(yīng)律方程與控制律方程；所述狀態(tài)預(yù)測(cè)方程用于計(jì)算所述當(dāng)前狀態(tài)反饋值對(duì)應(yīng)的當(dāng)前狀態(tài)反饋預(yù)測(cè)值，所述自適應(yīng)律方程用于對(duì)所述機(jī)器人干擾項(xiàng)、所述參數(shù)攝動(dòng)項(xiàng)和所述不確定項(xiàng)進(jìn)行估計(jì)，所述控制律方程用于計(jì)算所述自適應(yīng)控制量第三方面，本發(fā)明的一種電子設(shè)備的技術(shù)方案如下：

23、包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并在所述處理器上運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明的漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制方法的步驟。

24、第四方面，本發(fā)明提供的一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的技術(shù)方案如下：

25、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)讀取所述指令時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)執(zhí)行如本發(fā)明的漂浮基空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制方法的步驟。

26、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。