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申请/专利权人：南京邮电大学

摘要：本发明属于机器人控制技术领域，具体涉及一种基于TDE的灵巧手指自适应滑模跟踪控制方法，所述控制方法将n个关节力矩和m个腱张力，其中mn；通过映射矩阵R转化，建立腱驱动灵巧手指动力学方程，通过时延估计TDE方法对复杂动力学模型进行估计。通过设计非奇异快速终端滑模面，实现有限时间内收敛，解决了传统滑模控制中仅可以实现渐进收敛的问题，提高了跟踪性能和收敛性能。为了进一步提高非奇异终端滑模控制的性能，结合了PID积分控制，设计了PID‑NFTSM控制及自适应组合趋近律，所提控制方法是连续的，无奇异性的，不仅降低了TDE误差，同时也提高了跟踪控制的精确性。

主权项：1.一种基于TDE的灵巧手指自适应滑模跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、建立动力学估计模型采用TDE方法进行估计得到动力学估计模型 式中，τ为灵巧手指各关节控制力矩输出值；t为灵巧手指各关节跟踪间隔时间，为设定值；L为灵巧手指各关节跟踪延迟时间；为代入常量；为灵巧手指各关节的加速度；步骤2、建立非奇异快速终端滑模面s1，具体建立方法包括如下步骤：2-1、对灵巧手指各关节位置跟踪误差e进行定义：e＝qd-q2式中，qd为灵巧手指对应关节的期望位置，q为灵巧手指对应关节的实测位置；2-2、求解具体求解公式如下： 式中：α为常数；λ1、λ2为设定值；η为正常数；为非奇异快速终端滑模面s1的估计值；为灵巧手指各关节的位置跟踪误差e的一阶导数；Λ1，Λ2是正定对角矩阵；2-3、对步骤2-1的一阶求导，得到为： 式中，β为常数，取值为0～1；2-4、建立灵巧手指各关节的非奇异快速终端滑模面s1：根据步骤2-1求解得到的e值和步骤2-2得到的建立的非奇异快速终端滑模面s1如下： 步骤3、建立灵巧手指各关节的PID-NFTSM面s2：根据步骤2-4得到的非奇异快速终端滑模面s1，建立的灵巧手指各关节的PID-NFTSM面s2如下： 式中，Γ1、Γ2、Γ3均是对角正定矩阵；为非奇异快速终端滑模面s1的一阶导数；步骤4、建立灵巧手指的各关节力矩输入值u：4-1、求解自适应增益通过如下公式求解得到： 式中，为PID-NFTSM面s2的一阶导数；β1,β2为对角正矩阵；χ为常数；Δ2为正常数矩阵；4-2、根据步骤2-3求解得到的步骤2-4求解的s1、步骤3求解得到的s2、步骤4-1求解得到的建立灵巧手指的各关节力矩输入值u： 式中，为qd的二阶导数，也即灵巧手指各关节期望加速度；Γ3-1为对角正定矩阵Γ3的倒数；步骤5、建立自适应PID-NFTSM控制器τ：根据步骤1求解得到的动力学估计模型以及步骤4-2求解得到的灵巧手指各关节力矩输入值u，建立的自适应PID-NFTSM控制器：

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