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龙图腾网获悉烟台大学申请的专利一种输入约束下机械臂的无源机动数字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：CN120244946B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28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：202510243157.5，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种输入约束下机械臂的无源机动数字控制方法是由崔明月;吴昭景;冯立康;姚立强设计研发完成，并于2025-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种输入约束下机械臂的无源机动数字控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种输入约束下机械臂的无源机动数字控制方法，包括：构建具有输入约束的机械臂动力学模型；利用逆运动学方法将工作空间中的期望几何路径转换为关节空间中；基于机械臂动力学模型设计期望的无源机动控制器；当控制输入不满足约束时，利用二次规划选择偏差最小且满足约束的输入替换当前控制输入；将满足约束的连续控制转换为数字控制，实现机械臂的无源机动数字控制。本发明通过无源性保障稳定性；利用优化算法处理约束，确保系统在物理限制内稳定运行；利用脉宽调制技术将满足约束的连续控制转换为功耗低，抗干扰和易于实施的数字控制，完成机动性任务。

本发明授权一种输入约束下机械臂的无源机动数字控制方法在权利要求书中公布了：1.一种输入约束下机械臂的无源机动数字控制方法，其特征在于，包括： 构建具有输入约束的机械臂动力学模型； 根据机器人学和电磁学建立直流电机驱动的自由度为的机械臂动力学模型： 其中，，表示第个关节的关节变量，，，表示第个关节的直流电机的电流，，表示第个关节的直流电机的电枢电感，，表示第个关节的直流电机的电枢电阻，，表示第个关节的直流电机的转矩常数，，表示第个关节的直流电机反电动势系数；是满足的广义惯性矩阵，表示全体维的实矩阵集，为科里奥利向心矩阵，表示广义重力，表示全体维的实向量集，表示阻尼力，是由直流电机提供的力矩，是控制输入，表示第个关节的直流电机的电压，表示的一阶导数，表示的二阶导数，表示的一阶导数； 控制输入由于直流电机的物理约束，满足约束条件： 其中，表示第个关节的直流电机的额定电压； 利用逆运动学方法将工作空间中的期望几何路径转换为关节空间中；将机械臂末端执行器的连续参数化的期望几何路径表示为： 其中，是机械臂末端在固定坐标系中的坐标，是路径变量； 利用逆运动学方法将工作空间中的路径转换为关节空间中，期望的关节几何路径为：； 基于机械臂动力学模型设计期望的无源机动控制器；在不考虑输入约束的条件下，对于满足3阶连续可微的有界期望关节位形路径和满足对第一变元2阶连续可微，第二变元1阶连续可微的有界可行速度分配，在机械臂动力学模型中引入误差变量： 其中，，是关于的导数，为设计参数，，是关于的偏导数，，为设计参数； 将反馈无源控制器设计为： 其中，，是关于的偏导数，是关于的偏导数，是关于的偏导数，是一个设计参数，，是关于的导数，是关于的偏导数，是关于的导数，是关于的偏导数； 经计算可得机械臂误差动力学模型为： 其中，是速度分配误差，表示的一阶导数；误差系统是以为输入，以为输出的严格无源系统，储能函数为； 根据无源性定理，将速度分配设计为： 其中，和为设计参数，表示的一阶导数； 综上，期望无源动态机动控制器为： 闭环系统表示为严格无源误差系统和储能函数为的严格无源系统的负反馈连接，即： 计算李雅普诺夫函数沿着闭环系统的导数为： 根据稳定性定理知在不考虑输入约束的条件下，所设计的控制器完成机动性任务，即输出误差和速度分配误差满足： ； 当控制输入不满足约束时，利用二次规划选择偏差最小且满足约束的输入替换当前控制输入； 将满足约束的连续控制转换为数字控制，实现机械臂的无源机动数字控制。

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