[發明專利]二次根式終態吸引的冗余機器人重復運動規劃方法

有效

• 申請號: 201810876465.1
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108908341B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 孫明軒;翁丁恩;張鈺;吳雨芯
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種二次根式終態吸引的冗余機器人重復運動規劃方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)在笛卡爾空間中給定機器人末端執行器的目標終端軌跡r_d(t)，并給出各個關節的期望回攏關節角度θ_d(0)；

(2)對于重復運動的機器人，其初始關節角度為θ(0)＝θ₀,初始關節角度θ₀不同于期望回攏關節角度，即θ₀≠θ_d(0)；

(3)將冗余機器人重復運動規劃描述為二次規劃問題，給出使當前關節向量與期望關節向量偏差具有終態吸引性能的性能指標，形成重復運動規劃方案：

其中，

κ＞0，ε＞0，0＜δ＜1；sgn(·)表示符號函數，θ(t)-θ_d(0)表示關節角度與期望回攏關節角度偏差；由于機器人初始位置不在期望軌跡上，因此終端執行器速度與關節速度的關系式的左邊需要加上一個反饋偏差量，即r_d-f(θ)，該偏差量表示實際終端軌跡與期望終端軌跡之間存在誤差；由于人為構造的收斂關系，這個誤差會不斷地縮小，直至為零；參數κ用來調節末端執行器運動到期望軌跡的速率；J(θ)是根據機器人DH參數給出的雅克比矩陣，f(θ)是機器人終端執行器運動軌跡函數；

(4)構建有限值終態神經網絡的動態特性方程

其中，E(t)為誤差變量；ε＞0，0＜δ＜1，式(10)表示一有限時間收斂系統，誤差收斂于零的時間為

其中

(5)定義拉格朗日函數

其中，λ為拉格朗日乘子向量；關于和λ分別求偏導，并令其為零，經整理得

W(t)Y(t)＝v (13)

其中，

I為單位矩陣；

(6)為求解步驟(3)中的二次規劃問題，由式(13)定義誤差

E(t)＝W(t)Y(t)-v

依據式(10)得有限值終態神經網絡方程

其中E為誤差變量；通過神經網絡計算過程，得到機器人各個關節角度。