技术特征：
1.基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：对机械臂进行正向运动学建模和动力学建模，得到动力学方程；对所述动力学方程进行处理，得到无约束状态下系统的加速度与系统的外力之间的关系；对约束状态下系统的加速度与系统的外力之间的关系添加系统约束；通过udwadia-kalaba方程求解满足系统约束的约束力，得到约束力的精确表达式；通过约束力的精确表达式计算得到系统运动的精确运动方程，实现对机械系统的精确控制。2.如权利要求1所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：所述对机械臂进行正向运动学建模和动力学建模包括以下步骤：采用基于旋量代数、李群和李代数的方法对机械臂进行正向运动学建模；采用拉格朗日动力学方法进行动力学建模，得到动力学方程。3.如权利要求1所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：系统的约束方程为：；其中，矩阵为系统的约束矩阵，为加速度矢量，为约束矢量。4.如权利要求3所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：所述通过udwadia-kalaba方程求解满足系统约束的约束力包括以下步骤：对于六自由度机械臂，其动力学方程的表达式为：；其中，为系统的惯性矩阵，为科氏力，为重力，为系统控制输入；系统所受的约束为：；基于udwadia-kalaba方程给出的控制器和控制力矩为：；其中，表示矩阵的mooore-penrose逆。5.如权利要求4所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：在基于udwadia-kalaba方程给出的控制器中添加不确定性参数；将含有不确定性参数的矩阵和向量及逆进行分解；设计基于udwadia-kalaba方程的鲁棒控制器。6.如权利要求5所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：所述在基于udwadia-kalaba方程给出的控制器中添加不确定性参数，得到控制器为：
；其中，是未知量。7.如权利要求6所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：所述将含有不确定性参数的矩阵和向量及逆进行分解，得到：；其中，、 、 为名义部分，且，、、为含不确定部分；还包括规定以下公式：；。8.如权利要求7所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：所述设计基于u-k方程的鲁棒控制器包括：；其中，
；其中，是标量，为待设计参数；选择函数,使；假设三个条件，对于任意满秩：存在一个函数，使所有的满足；对于给定的且，使；存在一个常数，使。9.如权利要求8所述的基于u-k方程的机器人控制方法，其特征在于：还包括系统稳定性分析步骤：利用lyapunov渐近稳定性函数的选取要求选取合法的lyapunov函数；结合lyapunov稳定性判定定理进行分析，证明鲁棒控制器满足一致有界性和一致最终有界性，控制系统渐近稳定。10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器连接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1~9任一项所述的方法。11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现如权利要求1~9任一项所述的方法。
技术总结
本发明涉及基于u-k方程的机器人控制方法、电子设备及存储介质，该方法包括步骤：对机械臂进行正向运动学建模和动力学建模，得到动力学方程；对动力学方程进行处理，得到无约束状态下系统的加速度与系统的外力之间的关系；对约束状态下系统的加速度与系统的外力之间的关系添加系统约束；通过u-k方程求解满足系统约束的约束力，得到约束力的精确表达式；通过约束力的精确表达式计算得到系统运动的精确运动方程，实现对机械系统的精确控制。本发明在系统动力学求解部分加入了基于u-k方程的u-k控制器，提高了系统的控制精度、效果以及快速响应。速响应。速响应。
技术研发人员：刘斌 张名琦 沙连森 张文彬 黄锟 史文青 邹学坤 姚兴亮
受保护的技术使用者：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
技术研发日：2023.09.07
技术公布日：2023/10/15