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龍圖騰網恭喜青島大學申請的專利基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制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：CN115473467B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-23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：202211123023.2，技術領域涉及：H02P21/14；該發明授權基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制方法是由于金鵬;劉占杰;宿俊浩;徐慶龍;孫吉華;于慧慧;劉加朋;王保防;馬玉梅;周忠凱;林文娟設計研發完成，并于2022-09-15向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制方法在說明書摘要公布了：本發明屬于柔性關節機械臂位置跟蹤控制技術領域，具體公開了一種基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制方法，該方法針對模型參數未知的柔性關節機械臂系統，利用指令濾波及模糊觀測器技術提出了指令濾波模糊控制方法，實現了對該系統期望軌跡的跟蹤控制。設計模糊觀測器來估計柔性機械臂的連桿角速度和電機轉角速度；利用模糊自適應技術來解決模型參數不同程度的不確定性；同時，應用指令濾波技術解決了控制器設計過程中的計算復雜性問題；并通過Lyapunov控制原理證明了該柔性關節機械臂控制系統中所有變量的收斂性。本發明設計的觀測器具有良好的觀測效果，且解決了控制器設計過程中的計算復雜性問題，軌跡跟蹤誤差更小，系統魯棒性更強。

本發明授權基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制方法在權利要求書中公布了：1.基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1.建立考慮不確定項的柔性關節機械臂動力學系統數學模型；首先給出柔性關節機械臂的動態方程，如公式1所示： 其中，q、分別表示連桿的位置、速度和加速度，qm、分別表示電機的轉角位置、速度和加速度，M代表連桿的質量，l代表連桿的長度，g為重力加速度，代表摩擦項即未知的干擾項，K表示關節剛度系數，J和B分別表示執行器的慣性和自然阻尼項，u代表電機控制輸入，y表示系統的輸出；設定和B中包含不確定性；設狀態變量x1＝q,x3＝qm,將動態方程即公式1改寫為： 為簡化動態方程即公式1，接下來定義如下變量，如公式3所示： 基于公式3，進一步將公式2改寫成： 設h2和h4是已知正常數，f2和f4是含有未知項的連續函數，且有連續有界的一階導數；步驟2.設計模糊觀測器，估計柔性關節機械臂的連桿速度和電機的轉角速度；令公式4中進一步得到公式5： 其中，Z1＝[x1,x2,x3,x4]T； 由模糊邏輯系統定義得知：其中，θi是最優參數向量，表示θi的估計，為xi的狀態估計值； 表示與θi同為函數變量，表示的估計，表示變量為的函數塊，表示的估計； 表示狀態變量與θi共同簡化成的函數，表示的估計；針對一個任意給定的正數ε，由模糊自適應逼近定理得到： 其中，表示函數中變量為Z1且系數為θiT的函數塊，δiZ1≤|ε|；基于公式5并綜合上式將公式4的觀測器設計為： 式中，表示的估計；定義觀測器的誤差e＝[e1,e2,e3,e4]T，其中，ej表示估計誤差，j＝1,2,3,4；估計誤差D1、D2、D3、D4為待設計的正數；得到 其中，表示的估計，表示的估計；假定一個函數fi·滿足以下不等式：為正常數，i＝2,4；得到其中，表示Z1的估計；令其中，是不確定正常數；表示的估計；則得到ε表示一個任意小的正數；設有一對稱矩陣Q＝QT＞0，那么會有一對稱矩陣P＝PT＞0滿足ATP+PA＝-Q；步驟3.根據指令濾波和反步法設計基于模糊觀測器的柔性關節機械臂的指令濾波反步控制方法，具體過程如下：定義指令濾波器的公式如下： 其中，zo,1表示指令濾波器的一階變量，zo,2表示指令濾波器的二階變量；xo,c＝zo,1和為指令濾波器的兩個輸出；αo為指令濾波器的輸入，αo表示虛擬控制函數；指令濾波器的初始狀態αo0＝zo,10，zo,20＝0；當式4系統開始運行后，若輸入信號滿足：則任意μ＞0，存在ζ∈0,1]和ωn≥0，使得|xo,c-αo|≤μ,o＝1,2,3，均有界；ρ1表示虛擬控制函數一階導的上界，ρ2表示虛擬控制函數二階導的上界；由反步法的原理定義誤差變量： 其中，zj表示誤差變量，j＝1,2,3,4；xd為給定的期望信號，xo,c為指令濾波器的輸出信號，為速度項的估計值；定義誤差補償信號為： 其中，ξj表示誤差補償信號，vj表示補償誤差跟蹤信號；步驟4.對基于模糊觀測器的柔性關節機械臂指令濾波反步控制方法進行穩定性分析。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人青島大學，其通訊地址為：266071 山東省青島市嶗山區香港東路7號青島大學；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。