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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利一种基于MRAC与PID的冗余自由度连续臂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：CN117124328B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17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：202311306234.4，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种基于MRAC与PID的冗余自由度连续臂控制方法是由赵家东;梅洁;徐雨锋;金佳成;沈逸恒;王文彪;周烜亦;鲍官军设计研发完成，并于2023-10-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于MRAC与PID的冗余自由度连续臂控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于MRAC与PID的冗余自由度连续臂控制方法，包括：S1：根据气动连续臂的结构和关节参数，对气动连续臂进行运动学、静力学与动力学建模；气动连续臂分为多段，每一段包括刚性骨架和气动肌肉；S2：将气动连续臂的关节角度置零，气动肌肉各气道与控制参数初始化，并设置目标角度；S3：根据目标角度进行关节角度轨迹规划，并进行角度解耦；S4：根据气动连续臂的关节角度数据，计算当前角度与目标角度的差值，结合负载进行控制方案优化调整，控制气动连续臂到达目标位置。本发明降低了对模型的精确度要求，根据不同情况合理选择控制方案，降低了运算量，提高了实时性，兼具灵活性和鲁棒性。

本发明授权一种基于MRAC与PID的冗余自由度连续臂控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于MRAC与PID的冗余自由度连续臂控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：根据气动连续臂的结构和关节参数，对气动连续臂进行运动学、静力学与动力学建模；所述气动连续臂分为多段，每一段均有两个自由度，且每一段包括使用万向节结构的刚性骨架和气压控制的气动肌肉； S2：将气动连续臂的关节角度置零，初始化气动肌肉各气道与控制参数，并设置目标角度； S3：根据所述目标角度进行关节角度轨迹规划，并通过角度解耦，得到与各PID控制一一对应的目标角度； S4：根据气动连续臂实时的关节角度数据，计算当前角度与目标角度的差值，结合气动连续臂的负载，进行控制方案优化调整，并控制气动连续臂到达目标位置；所述控制方案优化调整具体为：若当前角度与目标角度的差值小于最小阈值，则对气动连续臂进行PID控制；若当前角度与目标角度的差值大于最大阈值，或当前角度与目标角度的差值在最小阈值与最大阈值之间但负载大于单段气动连续臂的自重，则对气动连续臂进行MRAC与PID联合控制；若当前角度与目标角度的差值在最小阈值与最大阈值之间，且负载小于单段气动连续臂的自重，则基于静力学模型得到的静力学初值对气动连续臂进行PID控制； 所述S4中，对气动连续臂进行MRAC与PID联合控制，具体操作如下： 对远离物体的首端或首两端气动连续臂进行基于动力学模型的角加速度控制，使首端或首两端气动连续臂到达目标位置时，角速度与角加速度为0，这一过程通过动力学前馈PD控制模块、基于动力学模型的MRAC控制模块实现；下部其余节的气动连续臂中的气动肌肉平缓增加气压至静力学初值，接近目标位置附近再进行PID控制；所述静力学初值为通过静力学模型建立的关节角度与各气动肌肉的气压值的关系得到的气动肌肉的气压值； 基于动力学模型的MRAC控制模块，采用基于状态变量的Lyapunov-MRAC控制，使用自适应律对状态反馈控制器F和前馈控制器K进行在线调节；选取Lyapunov函数为： ； 式中，Q、PF、PK均为对称正定矩阵；E为增广误差向量；为状态反馈控制器的参数误差向量，为前馈控制器的参数误差向量； 得到用于调节被控对象输出与参考模型输出之间的误差，使被控对象的动态特性与参考模型一致的自适应律，表达式如下： ； ； 式中，、均为增益矩阵；Bm为参考模型中的理想常数矩阵，R1、R2均为参数矩阵；xp为连续臂状态向量，yr为参考输入向量； 在基于动力学模型的MRAC控制模块的上层加入动力学前馈PD控制模块，动力学前馈的方法考虑了连续臂动力学中惯性项、离心力和哥氏力项、重力项对系统的影响，并通过关节力矩等效模块输出得到气压值，并将其作为基于动力学模型的MRAC控制模块的参考输入；动力学前馈PD控制律表达式如下： ； ； ； ； 式中，为关节所需力矩，、均为常数矩阵，为接触力在关节空间的表达，M矩阵为质量矩阵，V为离心力和哥氏力矢量，G为重力矢量；为气动连续臂整臂的关节角度向量，为气动连续臂的首段关节角度向量，为气动连续臂的第二节关节角度向量；为期望角加速度，为角度误差；、为第i段气动连续臂中两个方向上的实际关节旋转角度。

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