[發(fā)明專(zhuān)利]一種冗余度機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010264141.6
• 申請(qǐng)日: 2010-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101927495A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雨濃;張智軍;朱虹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J13/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J13/00
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 邱奕才;禹小明

1.一種冗余度機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)劃方法，其特征在于包括如下步驟：

1)通過(guò)上位機(jī)采用二次型優(yōu)化在加速度層上對(duì)機(jī)械臂的重復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析，設(shè)計(jì)的最小化性能指標(biāo)為重復(fù)運(yùn)動(dòng)，受約束于加速度雅可比等式、關(guān)節(jié)角極限、關(guān)節(jié)速度極限和關(guān)節(jié)加速度極限；

2)將步驟1)的二次型優(yōu)化轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)二次規(guī)劃；

3)將步驟2)的標(biāo)準(zhǔn)二次規(guī)劃用基于線(xiàn)性投影方程的原對(duì)偶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器或二次規(guī)劃數(shù)值方法進(jìn)行求解；

4)將步驟3)的求解結(jié)果傳遞給下位機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冗余度機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于所述步驟1)的加速度層重復(fù)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為：最小化受約束于加速度雅可比等式關(guān)節(jié)角極限θ^-≤θ≤θ⁺、關(guān)節(jié)速度極限關(guān)節(jié)加速度極限其中表示關(guān)節(jié)加速度，W為合適維數(shù)的單位陣，p^T表示p的轉(zhuǎn)置，μ和v是用來(lái)控制關(guān)節(jié)位移幅值和收斂率的正設(shè)計(jì)參數(shù)，等式約束表示機(jī)械臂末端運(yùn)動(dòng)軌跡，J表示機(jī)械臂的雅可比矩陣，是其時(shí)間導(dǎo)數(shù)，θ表示關(guān)節(jié)角，表示關(guān)節(jié)速度，表示機(jī)械臂末端執(zhí)行器加速度矢量，θ^-≤θ≤θ⁺、分別表示關(guān)節(jié)角極限、關(guān)節(jié)速度極限和關(guān)節(jié)加速度極限，θ^±表示關(guān)節(jié)角上下限，表示關(guān)節(jié)速度上下限，表示關(guān)節(jié)加速度上下限。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冗余度機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于所述步驟2)的二次型優(yōu)化轉(zhuǎn)化為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)二次規(guī)劃，設(shè)計(jì)其性能指標(biāo)為最小化x^TWx/2+z^Tx，受約束于Cx＝d，ζ^-≤x≤ζ⁺，其中，W為單位陣，C＝J，正常數(shù)k_μ、k_v和λ用來(lái)調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)加速度的可行域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冗余度機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于所述步驟3)的標(biāo)準(zhǔn)二次規(guī)劃轉(zhuǎn)化為一個(gè)線(xiàn)性投影方程P_Ω[u-(Mu+q)]-u＝0的求解，其中P_Ω[]為空間R^n+m到集合的分段線(xiàn)性投影算子，m為笛卡爾空間的維數(shù)，n為關(guān)節(jié)空間的維數(shù)，u表示原對(duì)偶變量，u^-表示原對(duì)偶變量下極限，u⁺表示原對(duì)偶變量上極限，M、q為相關(guān)擴(kuò)展矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冗余度機(jī)械臂重復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，其特征在于所述步驟3)的線(xiàn)性投影方程，用原對(duì)偶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解器或二次規(guī)劃數(shù)值方法求解。