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龙图腾网恭喜深圳亿嘉和科技研发有限公司申请的专利一种液压机械臂的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：CN114536338B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2023-09-26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：202210202832.6，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种液压机械臂的控制方法是由薛漫天;桂凯;张禹设计研发完成，并于2022-03-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种液压机械臂的控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种液压机械臂的控制方法，包括步骤：1收集机械臂液压伺服系统中液压缸内活塞在不同的位置下，通过机械臂关节位置控制接口下发不同的输入信号，并根据传感器接口读取并记录对应的关节位置变化；2建立各关节输入输出的数学模型，并据此建立液压机械臂控制模型；3构造线性二次型调节器控制问题，并求解反馈增益矩阵K；4根据液压机械臂某一时刻系统状态及其与其对应的期望系统状态之间的偏差，结合反馈增益矩阵K计算得到下一时刻的最优控制量。本发明具有一般性，不需要对硬件进行改造，通过建立近似的数学模型来模拟液压的滞后，在控制中计算的控制量包含了对系统滞后的补偿，提升控制跟踪的性能，算力要求低。

本发明授权一种液压机械臂的控制方法在权利要求书中公布了：1.一种液压机械臂的控制方法，其特征在于：包括步骤：1收集机械臂液压伺服系统中液压缸内活塞在不同的位置下，通过机械臂关节位置控制接口下发不同的输入信号，并根据传感器接口读取并记录对应的关节位置变化；2建立各关节输入输出的数学模型，并据此建立液压机械臂控制模型；所述建立各关节输入输出的数学模型具体如下：一阶系统在复频域下的传递函数φs由下列函数描述： 其中，s为复频域里的变量表示，c为比例系数，τ为一阶系统的时间常数，ys是系统的输出信号，xs是系统的输入信号；则将式1转为时域得到： 其中，t为当前时刻，xt表示系统的输入信号，yt表示系统的输出信号，表示输出信号的一阶导数；整理式2得到： 假设液压机械臂的关节位置控制接口中，系统输入的控制量为δcontrolt，经过液压伺服系统之后实际的关节速度输出为δactualt，令c＝1，则根据式3计算得到： 其中，表示机器人的实际转向角速度，τjoints表示机器人转向一阶近似时间常数；设计相应的阶跃函数输入信号 通过选择不同的q，记录系统的输出信号yt，通过拟合计算得到合适的系数τjoints使得预测的输出轨迹与实验测得的输出轨迹差异最小；所述建立液压机械臂控制模型具体如下：液压机械臂由旋转关节或者直线关节构成，假设被控的液压机械臂由Njoints个关节组成，其中，用δit代表第i个关节在t时刻的位置；取代表所有关节的位置，控制量代表下发给每个关节的速度命令，则考虑液压系统滞后的液压机械臂控制模型如下： 其中，为t时刻期望关节位置关于时间的导数，Xactualt为t时刻实际关节位置，为t时刻实际关节位置关于时间的导数，T为Njoints×Njoints的系统滞后对角矩阵，其各元素通过拟合计算出使得预测的输出轨迹与实验测得的输出轨迹差异最小的对应的系数 3构造线性二次型调节器控制问题，并求解反馈增益矩阵K；具体为：将所述液压机械臂控制模型进行离散化转换到离散时间域下，假设采样时间记为dt，则： 其中，Xk+1表示第k+1个离散时刻期望关节位置，Xk表示第k个离散时刻期望关节位置，Xactualk表示第k个离散时刻实际关节位置，Xactualk+1表示第k+1个离散时刻实际关节位置，Uk表示第k个离散时刻的控制量；经过整理之后得到： 其中I是单位矩阵；将式8写成标准的状态空间表达如下： 其中，Xstatesk为第k个离散时刻系统状态，Xstatesk+1为第k+1个离散时刻系统状态，Uinputsk为第k个离散时刻系统输入，Youtputsk+1为第k+1个离散时刻系统的输出； 则构建离散时间域下线性二次型调节器的目标函数： Xtargetk表示第k个离散时刻系统期望状态；对角矩阵Q、R分别是系统状态轨迹权重矩阵和控制轨迹的权重矩阵；根据式8、10、11可以构建并求解下列黎卡提方程：PA+ATP+Q-PBR-1BTP＝012其中，P即为待求解的控制矩阵；求解式12得到反馈增益矩阵K：K＝-R-1BTP；4根据液压机械臂在某一时刻的系统状态与液压机械臂在该时刻的期望系统状态之间的偏差，结合反馈增益矩阵K计算得到下一时刻的最优控制量；具体为：41基于简化模型的液压机械臂跟踪控制的控制律为全状态反馈控制，如下：Uk+1＝K[Xtargetk-Xstatesk]其中，Uk+1表示第k+1个离散时刻的控制量；42假设在某个控制周期k时刻，根据传感器接口读取的该时刻系统状态为Xstatesk，而期望的系统状态为Xtargetk，则根据上式计算得到k+1时刻的控制量为Uk+1，并将其下发到液压伺服系统；43循环步骤42，完成液压机械臂的轨迹跟踪控制。

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