买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉国家石油天然气管网集团有限公司;国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司;扬州恒春电子有限公司申请的专利基于自抗扰控制的加载力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：CN119937291B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28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：202510160958.5，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权基于自抗扰控制的加载力控制方法是由仪林;谢成;杨文;杨昌群;牛道东;石保虎;蒋通明;邱水;蒋仁华;李伟;林元文;杨子杰设计研发完成，并于2025-02-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于自抗扰控制的加载力控制方法在说明书摘要公布了：基于自抗扰控制的加载力控制方法，首先建立了机器人运动学模型，包括动静平台坐标系的建立、加载结构运动学逆解的求解以及气缸输出力与加载力之间静态映射关系的推导。其次建立了驱动器模型，对比例流量阀驱动的金属间隙密封气缸系统进行数学建模，推导出近似二阶模型。然后设计了自抗扰控制器，包含过渡过程和非线性反馈两个模块。过渡过程通过最速离散跟踪微分器安排，避免初始误差过大导致的超调问题。非线性反馈设计采用非线性反馈控制律，结合误差信号、误差微分信号和误差积分信号，设计高效的非线性组合反馈律以提升控制效率。

本发明授权基于自抗扰控制的加载力控制方法在权利要求书中公布了：1.基于自抗扰控制的加载力控制方法，具体步骤如下，其特征在于： 步骤1：建立机器人运动学模型；通过建立动静平台坐标系，求解加载结构的运动学逆解，并推导出气缸输出力与加载力之间的静态映射关系； 步骤1.1建立动静平台坐标系； 步骤1.2求解加载结构的运动学逆解 步骤1.2.1运动学逆解的目标： 已知末端执行器的位置和姿态，求解各个关节的位移变量向量，是第n个关节的位移变量； 步骤1.2.2数值法求解 对于复杂的机器人结构，通过数值法求解非线性方程组；设运动学方程为，通过迭代求解： 其中，是关节的位移变量，是关节的位移变量，是雅可比矩阵，定义为： 其中，为偏导数； 步骤1.3推导气缸输出力与加载力之间的静态映射关系 步骤1.3.1加载力分析 末端执行器上的加载力为，是在x轴方向的分量，是在y轴方向的分量，是在z轴方向的分量，通过静力学平衡条件，建立气缸输出力与加载力之间的关系； 步骤1.3.2静态映射关系 气缸的力向量为，是第n个气缸的输出力，加载力向量为，通过静力学平衡方程，建立映射关系： 其中是雅可比矩阵，表示气缸力与加载力之间的几何关系； 步骤1.3.3雅可比矩阵的推导 雅可比矩阵通过平台铰链点的位置向量和气缸方向向量计算； 气缸方向向量为，铰链点位置向量为，则雅可比矩阵的第列为： 其中表示向量乘积； 步骤2：建立驱动器模型；对比例流量阀驱动的金属间隙密封气缸系统进行数学建模，推导出近似二阶模型； 步骤2中建立驱动器模型可以表示如下： 步骤2.1：建立流量与压力关系： 比例流量阀通过控制输入电信号来调节输出流量，对于比例流量阀，其流量与输入控制信号以及阀口前后压力差有关，表示为： 其中，为流量系数；是阀口面积，与输入信号成正比关系；是流体密度； 令气缸无杆腔压力为，有杆腔压力为，当比例流量阀控制进入气缸无杆腔的流量时： 其中，是阀口前后压力差，为供油压力； 步骤2.2：气缸动力学分析： 在气缸系统中，作用在活塞上的合力为气缸输出力与负载力之差；由步骤1可知，气缸输出力： 其中，为无杆腔活塞面积，为有杆腔活塞面积； 活塞的加速度与位移的二阶导数关系表示为： 负载力包括摩擦力、惯性力以及外部加载力等，将摩擦力近似为库仑摩擦力和粘性摩擦力之和，即： 其中，为库仑摩擦力，为粘性摩擦系数，为位移的一阶导数； 步骤2.3：建立气体状态方程： 气缸内气体看作理想气体，遵循理想气体状态方程，在气缸运动过程中，气体体积随活塞位移变化，对于无杆腔体积： 其中，为初始体积，有杆腔体积： 其中，为初始体积，可得： 其中，为绝热指数，、为常数； 步骤2.4：推导近似二阶模型： 将流量方程、气缸动力学方程以及气体状态方程联立求解，最终可得到一个关于活塞位移的近似二阶线性微分方程： 其中，为活塞及负载等效质量，为粘性摩擦系数，为气缸等效弹簧刚度，为比例流量阀控制系数，为外部加载力系数，为比例流量阀输入控制信号，为外部加载力；该方程为该比例流量阀驱动的金属间隙密封气缸系统的近似二阶模型； 步骤3：设计自抗扰控制器；针对驱动器模型，设计自抗扰控制器，包括过渡过程、非线性反馈两个模块； 步骤4：过渡过程设计；通过最速离散跟踪微分器，安排过渡过程，确保控制器能够快速跟踪输入信号并获取其微分信号，避免初始误差过大导致的超调问题； 步骤4中过渡过程设计可以表示如下： 步骤4.1：建立最速离散跟踪微分器 设系统期望的输入信号为，为时间变量，经过离散化后变为，为离散时间变量，通过最速离散跟踪微分器得到两个序列和；其中用于快速跟踪输入信号，而近似为的微分信号； 步骤4.2：最速离散跟踪微分器的迭代公式如下： 其中，表示第的快速跟踪输入信号，表示第的微分信号，代表离散时间步长；是跟踪速度参数；越大，跟踪的速度越快，但可能导致系统响应过于剧烈，甚至出现超调；越小，跟踪速度越慢，但系统响应会更平稳，微分器的跟踪速度参数和离散时间步长可以根据系统的动态特性调整： 其中，是近似二阶模型中的活塞及负载等效质量，是气缸等效弹簧刚度，是系统阻尼比： 其中，是近似二阶模型中的粘性摩擦系数，函数是最速离散跟踪微分器的核心部分，其定义为： 其中，、是变量，，为符号函数 步骤5：非线性反馈设计；采用非线性反馈控制律，结合误差信号、误差微分信号和误差积分信号，设计高效的非线性组合反馈律，提升控制器的控制效率； 步骤5中非线性反馈设计表示如下： 步骤5.1：定义误差信号 输入信号经过最速离散跟踪微分器，生成平滑的参考信号和其微分信号； 系统的实际输出为，则误差信号定义为： 对误差信号求导，得到误差微分信号： 对误差信号进行积分，得到误差积分信号； 步骤5.2：非线性反馈控制律设计 非线性反馈控制律采用以下形式： 其中，是控制器的输出，即控制量；、、分别是比例系数、微分系数和积分系数；、、是关于误差信号、误差微分信号和误差积分信号的非线性函数； 步骤5.3：非线性函数描述 误差信号、误差微分信号和误差积分信号的非线性函数均采用饱和函数，其定义为： 其中，是饱和值，是非线性函数变量；当误差信号或其导数、积分较大时，饱和函数可以限制控制量的大小，避免系统出现过大的超调或振荡。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人国家石油天然气管网集团有限公司;国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司;扬州恒春电子有限公司，其通讯地址为：100020 北京市朝阳区东土城路5号A座6层08-10室；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。