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龙图腾网恭喜同济大学申请的专利一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质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：CN119247992B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25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：202411773876.X，技术领域涉及：G05D1/485；该发明授权一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质是由汤奇荣;侯天平;余敏;汪远翔;张文凯;刘浩煜;叶颢设计研发完成，并于2024-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质在说明书摘要公布了：本发明属于水下机械臂控制技术领域，具体涉及一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质。步骤1：基于拉格朗日能量法建立水下双臂系统的耦合动力学模型；步骤2：基于步骤1的耦合动力学模型、交叉耦合策略和模型预测控制，设计水下双臂系统的同步预测控制器；步骤3：基于步骤2的同步预测控制器，设计扰动观测器对扰动进行估计并将其补偿到系统控制输入，实现水下双臂系统同步预测控制，增强了水下双臂同步控制系统对外界干扰的鲁棒性。本发明用以解决现有技术中处理约束的方式不够直观，适用性较差，且没有考虑水下环境不确定性对水下双臂同步控制的影响的问题。

本发明授权一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法、设备及存储介质在权利要求书中公布了：1.一种基于交叉耦合策略的水下双臂同步预测控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，步骤1：基于拉格朗日能量法建立水下双臂系统的耦合动力学模型；步骤2：基于步骤1的耦合动力学模型、交叉耦合策略和模型预测控制，设计水下双臂系统的同步预测控制器；步骤3：基于步骤2的同步预测控制器，设计扰动观测器对扰动进行估计并将其补偿到系统控制输入，实现水下双臂系统同步预测控制；所述步骤2具体为，定义机械臂关节角度跟踪误差和关节角速度跟踪误差如下式所示： 其中，为水下双臂各关节期望角度变量，为水下双臂各关节期望角速度变量；定义机械臂关节角度同步误差和关节角速度同步误差如下式所示： 接着，定义耦合误差如下式所示： 其中，e为跟踪误差，e＝[e1e2]T，ε为同步误差，ε＝[ε1ε2]T，为转换矩阵，λ为交叉耦合系数；对步骤1的系统动力学模型进行线性化和离散化处理，得到水下双臂系统的离散时间线性化状态方程如下式所示： 其中，x为机械臂关节状态变量，u为机械臂关节控制输入，u＝τ；均是由关节状态期望轨迹决定的转换矩阵，在采样周期内保持恒定；在t＝k采样时刻，xk+1为系统k+1时刻机械臂关节的预测状态，xk为系统k时刻机械臂关节的实际状态，可由关节传感器测得，uk为系统k时刻机械臂关节的控制输入，yk+1为系统k+1时刻机械臂关节的输出；根据水下双臂系统的离散时间线性化状态方程设计状态预测器如下式所示：Xk＝Ψxk+ΘUk+ΓGC其中，Xk为预测时域内系统的预测状态序列，Xk＝[xk+1|kxk+2|k…xk+N|k]T；xk+i|k为基于系统k时刻实际状态预测的k+i时刻系统状态，Uk为预测时域内系统的控制输入序列，Uk＝[ukuk+1…uk+N-1]T；uk+i-1为系统k+i-1时刻的假定控制输入；是由Ac、Bc所决定的转化矩阵，N为预测时域；所述步骤3在步骤1中得到的系统动力学模型引入扰动项如下式所示： 其中，τd为总干扰，和均表示相应参数矩阵的已知部分，和均表示相应参数矩阵的未知部分；定义f2＝τd，系统动力学模型可转化成下式所示： 其中，Fend为机械臂末端执行器所受外力；构造扰动观测器如下式所示： 其中，z1、z2分别为f1、f2的估计值，eob＝f1-z1；定义观察误差的状态变量扰动观测器转化成下式所示： 其中，和均为由系统参数决定的转换矩阵；Lob＝[l0l1]T，根据系统参数选取合适的Lob，使得以实现对总扰动τd的观测。

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