广东海洋大学杨洲获国家专利权
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龙图腾网获悉广东海洋大学申请的专利一种多机械臂自适应动态规划最优滑模控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119644756B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510002984.5,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种多机械臂自适应动态规划最优滑模控制方法是由杨洲;张晓光;张静;田雪虹;麦青群;刘海涛设计研发完成,并于2025-01-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多机械臂自适应动态规划最优滑模控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多机械臂自适应动态规划最优滑模控制方法,涉及多机械臂的轨迹跟踪控制领域,包括:建立多机械臂系统的2自由度动力学模型;定义多机械臂系统的2自由度位置误差;设计基于指定时间性能函数和自调整函数的多机械臂系统自调整性能控制方法;基于滑模控制原理,设计具有灵活约束能力的多机械臂系统滑模控制方法;基于自适应动态规划,设计多机械臂系统的最优滑模控制器。本发明解决了目前多机械臂系统控制方法应用时存在性能约束问题、控制精度有限的问题、以及轨迹跟踪的最优控制问题。
本发明授权一种多机械臂自适应动态规划最优滑模控制方法在权利要求书中公布了:1.一种多机械臂自适应动态规划最优滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:建立多机械臂系统的2自由度动力学模型; S2:基于2自由度动力学模型,定义多机械臂系统的2自由度位置误差; S3:基于2自由度位置误差,设计基于指定时间性能函数和自调整函数的多机械臂系统自调整性能控制方法; S4:基于多机械臂系统自调整性能控制方法和滑模控制原理,设计具有灵活约束能力的多机械臂系统滑模控制方法; S5:基于多机械臂系统滑模控制方法和自适应动态规划,设计多机械臂系统的最优滑模控制器,完成多机械臂自适应动态规划最优滑模控制; 所述S4中设计具有灵活约束能力的多机械臂系统滑模控制方法为: ; 其中,为滑模变量,、、、和为常数,为符号,为自调整性能函数,表示第i个机械臂接受来自领导者在第s个自由度下的信息,为第i个机械臂在第s个自由度下的位置误差,为的一阶导数; 对其求导有: ; 其中,,,表示第i个机械臂可以接受来自第j个机械臂在第s个自由度下的信息时,反之,为机械臂总数,表示机械臂能够接收来自机械臂的信息,否则,为的一阶导数,为的二阶导数,为的一阶导数, 为第个机械臂的加速度矢量,为参考轨迹的加速度矢量,为控制率,表示矩阵的对角矩阵; 所述S5中包括以下分步骤: S51:基于多机械臂系统滑模控制方法,利用莱布尼兹定律推导出贝尔曼方程为: ; ; ; 其中,为梯度,,表示积分变量,为衰减系数,为成本函数,为偏导数,为当前的时间; S52:基于贝尔曼方程,获得哈密顿函数为: ; 其中,为哈密顿函数; S53:基于哈密顿函数和最优成本函数,获得哈密顿‑雅可比‑贝尔曼方程; S54:基于哈密顿‑雅可比‑贝尔曼方程,通过求解,定义最优滑模控制器,其中,上标表示最优; S55:利用批评神经网络对定义的最优滑模控制器进行近似,获得近似最优滑模控制器,完成多机械臂系统的最优滑模控制器的设计。
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