恭喜國網江蘇省電力有限公司灌云縣供電分公司戴國慶獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜國網江蘇省電力有限公司灌云縣供電分公司申請的專利一種基于超局部模型的蛇形機器人智能PID控制設計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118655770B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-18發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411139918.4,技術領域涉及:G05B11/42;該發明授權一種基于超局部模型的蛇形機器人智能PID控制設計方法是由戴國慶;程成;陳夢楠;徐滔;顧紹凡;季昌華設計研發完成,并于2024-08-20向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于超局部模型的蛇形機器人智能PID控制設計方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于超局部模型的蛇形機器人智能PID控制設計方法,包括,建立多自由度蛇形機器人的動力學模型;根據超局部模型定義,建立多自由度蛇形機器人的超局部模型,優化模型,解決因擾動和不確定參數引起的數學模型不精確問題;設計時間延時估計器,估計多自由度蛇形機器人的不確定項和外部擾動;基于時間延時的多自由度蛇形機器人超局部模型,設計智能PID控制方法實現有限時間內快速收斂。本發明將超局部模型應用到多自由度蛇形機器人的動力學模型上,克服了多自由度蛇形機器人的動力學模型建模不準確或者參數不精確的問題;以簡單的關鍵性參數實現對多自由度蛇形機器人的高精度跟蹤控制。
本發明授權一種基于超局部模型的蛇形機器人智能PID控制設計方法在權利要求書中公布了:1.一種基于超局部模型的蛇形機器人智能PID控制設計方法,其特征在于:包括,S1、建立多自由度蛇形機器人的動力學模型;S2、根據超局部模型定義,建立多自由度蛇形機器人的超局部模型;S3、設計時間延時估計器,估計多自由度蛇形機器人的不確定項和外部擾動;S4、基于時間延時的多自由度蛇形機器人超局部模型,設計智能PID控制方法進行跟蹤控制;所述的多自由度蛇形機器人的動力學模型如下, 其中,φ是蛇形機器人的關節角,p是蛇形機器人的質心坐標;是系統的慣性矩陣,是哥氏力和向心力矩陣,和分別是是重力及摩擦力矩陣, 是列向量,u是關節輸入力矩;將多自由度蛇形機器人動力學方程拆分成驅動量和非驅動量兩個部分,改寫如下, 其中,表示關節角所能驅動的自由度;表示非驅動自由度;為多自由度蛇形機器人系統參數;建立多自由度蛇形機器人的超局部模型如下:更新的多自由度蛇形機器人符合單輸入單輸出的特性且滿足最高二階,將多自由度蛇形機器人用超局部模型代替為: 其中,為多自由度蛇形機器人的關節角加速度向量;a為無綱量常數,由實驗者確定,u為控制力矩向量,包含了蛇形機器人系統的擾動項和不確定項的集合;關節角跟蹤誤差定義如下:e=φref-φ8,其中,e為關節角跟蹤誤差,φref為關節角參考軌跡向量,φ為關節角;建立所述的時間延時估計器設計如下,時間延時估計器被定義如下: 其中,是Ft基于時間延時估計器的估計值;Δt為時間延時間隔,僅有時間延時間隔足夠小時才能保證對擾動項估計的精確程度;所述的基于時間延時估計器的智能PID控制方法設計如下,控制律設計為: 其中,kp,ki和kd比例項積分項和微分項的控制增益。
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