基于Lyapunov方法的多闭链刚体系统的分解控制研究

本课题对包含被动（Passive）关节的广义多闭链刚性系统的自适应动力学控制问题进行了研究。研究中首次提出基于虚拟分解的递阶控制方法，即把原系统虚拟地分解为若干子系统，将原系统的自适应控制问题转化为相对简单的各子系统的自适应控制问题。该方法在保证系统Lyapunov渐近稳定性前提下，能完成一系列的控制目标，如障碍避免，被动关节中的力约束问题和各种优先问题。研究首次发现各子系统之间的动力学关联可以用各分解处的“虚功率流”来唯一表示。研究用时对系统在各种不确定情况下的鲁棒性进行了分析，最后将理论结果推广到柔性关节机器人自适应控制问题和考虑驱动器动力学的自适应控制问题。针对系统稳定性和鲁棒性的计算机数字仿真证实了理论的正确性。