技術(shù)特征：

1.一種半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)由剛性機(jī)械臂和附加的柔性連桿組成，所述剛性機(jī)械臂是由一系列的剛性連桿和關(guān)節(jié)構(gòu)成，其中關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)或者移動(dòng)關(guān)節(jié)；所述方法包括如下步驟：

步驟1、所述剛性機(jī)械臂共有n+1個(gè)剛性連桿，編號(hào)從A₀到A_n，相鄰剛性連桿之間通過關(guān)節(jié)連接，共有n個(gè)關(guān)節(jié)，則關(guān)節(jié)編號(hào)從B₁到B_n；所述附加的柔性連桿為R，R與剛性連桿A_n通過關(guān)節(jié)B_n+1連接；

步驟2、所述剛性機(jī)械臂采用改進(jìn)型的DH參數(shù)方法建立得到{0}，{1}，{2}，…，{n-1}，{n}共n+1個(gè)剛性連桿的固連坐標(biāo)系，并計(jì)算得到n+1個(gè)剛性連桿的連桿參數(shù)；附加的柔性連桿為R的三個(gè)坐標(biāo)軸分別規(guī)定為：采用改進(jìn)型的DH參數(shù)方法定義關(guān)節(jié)B_n的軸線作為Z軸，然后把關(guān)節(jié)B_n+1到柔性連桿R的末端的連線所在直線作為X軸，再根據(jù)右手坐標(biāo)系的原則確定Y軸；

步驟3、所述剛性機(jī)械臂按照原有的連桿參數(shù)規(guī)定不變；對(duì)于柔性連桿R，將柔性連桿R視作剛性連桿，進(jìn)行連桿參數(shù)的計(jì)算，其中連桿參數(shù)中的柔性連桿R的長度為從關(guān)節(jié)B_n+1到柔性連桿R的末端的線段長度L_n+1，L_n+1為可變值，其他參數(shù)不變；

步驟4、根據(jù)連桿參數(shù)確定剛性連桿A₀到A_n以及柔性連桿R之間相鄰連桿的坐標(biāo)系變換公式；

步驟5、用遞推牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)算法建立半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，即建立關(guān)節(jié)力矩與關(guān)節(jié)角、關(guān)節(jié)速度、關(guān)節(jié)加速度之間的關(guān)系；

步驟6、在上述動(dòng)力學(xué)方程的基礎(chǔ)上，依據(jù)如下方法對(duì)所述半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行控制：

step601、先假設(shè)所述半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)中連桿均為剛性連桿，根據(jù)預(yù)先給出的笛卡爾空間中期望的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃出關(guān)節(jié)空間中的期望軌跡，用關(guān)節(jié)角度q_d、速度和加速度表達(dá)；

step602、根據(jù)step601中計(jì)算得到的關(guān)節(jié)空間中的期望軌跡采用魯棒自適應(yīng)PD控制算法，計(jì)算得到關(guān)節(jié)力矩τ為

其中前兩項(xiàng)為PD控制部分，e和分別表示關(guān)節(jié)角度和關(guān)節(jié)角速度的跟蹤誤差，K_p和K_v分別是PD控制中的位置和速度反饋對(duì)應(yīng)的比例系數(shù)矩陣，為補(bǔ)償動(dòng)力學(xué)模型的自適應(yīng)控制項(xiàng)，t_d表示補(bǔ)償干擾的魯棒控制項(xiàng)；

step603、將step602控制后的關(guān)節(jié)空間的實(shí)際軌跡映射到笛卡爾空間，將實(shí)際軌跡的笛卡爾空間映射值與笛卡爾空間中期望的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行誤差計(jì)算，并依據(jù)計(jì)算得到的誤差為所述規(guī)劃出關(guān)節(jié)空間中的期望軌跡增加一個(gè)調(diào)整值，返回step602，并重復(fù)step602和step603，直至所述誤差滿足精度要求。

2.如權(quán)利要求1所述的一種半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟5中，關(guān)節(jié)力矩表示為τ，q＝[θ₁ … θ_n θ_n+1]^T表示前n個(gè)關(guān)節(jié)的角度θ₁～θ_n和第n+1個(gè)關(guān)節(jié)的角度測量值θ_n+1組成的關(guān)節(jié)向量，其中θ_n+1為柔性連桿R變形前測得的關(guān)節(jié)角度；表示前n個(gè)關(guān)節(jié)的角度θ₁～θ_n和虛擬關(guān)節(jié)角度組成的關(guān)節(jié)角向量，為柔性連桿變形后的虛擬關(guān)節(jié)角度；則所述半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程具體如下：

$M^0\stackrel{\·\·}{q}+C^0\stackrel{\·}{q}+G^0+\mathrm{\ω}=\mathrm{\τ}$

其中，為關(guān)節(jié)力矩，M⁰為機(jī)械臂變形前相應(yīng)的慣性矩陣、C⁰為機(jī)械臂變形前相應(yīng)的離心力和哥氏力矩陣、G⁰為機(jī)械臂變形前相應(yīng)的重力項(xiàng)，和分別為q的二階和一階導(dǎo)數(shù)，ω為擾動(dòng)，ΔC為機(jī)械臂變形前相應(yīng)的離心力和哥氏力矩陣變化量，ΔG為機(jī)械臂變形前后相應(yīng)的重力項(xiàng)變化量，為關(guān)節(jié)角加速度向量變化量，為關(guān)節(jié)角向量速度變化量。

3.如權(quán)利要求2所述的一種半柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述step603中以笛卡爾空間的軌跡誤差的平方和作為目標(biāo)函數(shù)R，關(guān)節(jié)空間的期望節(jié)軌跡作為控制變量，求出目標(biāo)函數(shù)R對(duì)控制變量的各個(gè)分量的負(fù)梯度方向分別為則所述調(diào)整值為：其中μ為設(shè)定的學(xué)習(xí)步長。