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为解决机械臂协调操作柔性负载状态不完全可测的问题，基于输出反馈研究了系统的控制。针对机械臂协调操作柔性负载驱动数小于自由度数，采用奇异摄动理论把协调系统降阶为快慢两个子系统。通过机械臂末端与负载接触点的部分信息和负载物理特性，建立了系统柔性坐标之间的关系，设计了观测器。通过系统特性把观测器系统误差方程转换为状态矩阵方程的形式，根据矩阵特征值的特点设计观测器参数，并把这一思想用到观测器一控制器系统的稳定性证明中。仿真结果证明了观测器和控制器的有效性。