[發(fā)明專利]一種用于并聯機器人的自適應控制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310681546.3
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103612267A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 陳奕梅
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于機器人控制控制技術領域，涉及一種并聯機器人的自適應控制器的設計方法。

背景技術

并聯機器人是由多條獨立的運動鏈連接末端執(zhí)行器和固定系統而形成的多閉環(huán)機構。它具有剛度大、承載能力強、誤差小、精度高、自重負荷比小、動力性能好等一系列優(yōu)點，成為一個潛在的高速高精度的運動平臺。但由于并聯機器人動力學模型復雜，且存在著強非線性耦合，因此并聯機器人動力學建模、控制策略研究及其系統仿真是并聯機器人研究的最具挑戰(zhàn)性的領域之一，也是研究的難點之一。

對于并聯機器人的控制可以分為關節(jié)空間控制及任務空間控制。關節(jié)空間控制一般假定并聯機器人各個關節(jié)是獨立無耦合的。基于這個假設，一個較為復雜的具有多運動鏈的并聯機器人系統就可以被分解為若干個獨立的單輸入單輸出系統，從而設計每個單輸入單輸出子系統的控制器，就可以完成整個并聯機器人系統的控制器設計。但由于并聯機器人是一個非線性、強耦合系統，關節(jié)空間控制在高度軌跡跟蹤時效果較差。任務空間考慮了機器人的動力學特性，所以非線性動態(tài)可以得到很好的補償，在高速跟蹤時控制效果較好。

在建立機器人的動態(tài)模型時，系統的動態(tài)參數很難準確確定，因此，設計自適應控制器對提高控制精度有著很大的意義。在機器人控制系統中，自適應控制方法己經得到了較為廣泛的應用。但是，由于并聯機器人動力學模型的復雜性，目前有關并聯機器人自適應控制的研究還很少，并且大多數是建立在關節(jié)空間。

因此設計一種合理的用于并聯機器人的自適應控制器，尤其是在任務空間的自適應控制器具有重要的應用價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，設計一種用于并聯機器人的自適應控制器，解決在參數估計不準確的條件下的并聯機器人的控制問題。

本發(fā)明主要包括以下內容：

(1)并聯機器人動態(tài)模型的建立；

(2)自適應控制器的設計；

(3)控制器參數的選擇。

附圖說明

圖1機器人任務空間結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本發(fā)明以二自由度冗余驅動并聯機器人為研究對象(如圖1所示)。

(1)模型描述。

具有冗余驅動的并聯機器人在任務空間的結構如圖1所示，其中機器人由位于A1、A2、A3的三個伺服電機驅動，q_a1,q_a2,q_a3分別為三個主動關節(jié)的主動角，q_b1,q_b2,q_b3分別為三個從動關節(jié)的從動角。此裝置包含了三個獨立的二自由度裝置，每個裝置具有如下動態(tài)方程：

Miq..i+Ciq.i+fi=τi(i=1,2,3),---(1)]]>

其中，q_i=[q_ai?q_bi］^T，M_i與C_i分別為每個獨立支路的慣性矩陣和離心力矩陣，表示為：