[發(fā)明專利]雙連桿機械臂控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811232241.3
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109249396A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 李彬;郭小龍;譚元;曹函宇
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王寧寧

1.一種雙連桿機械臂控制方法，其特征在于，包括：

確定雙連桿機械臂的第一約束條件以及第一代價函數(shù)；

通過控制參數(shù)化將所述雙連桿機械臂的第一動力學方程以及所述第一約束條件分別轉(zhuǎn)換為第二動力學方程以及第二約束條件；

通過時間尺度變換將所述第二動力學方程、所述第二約束條件以及所述第一代價函數(shù)分別轉(zhuǎn)換為第三動力學方程、第三約束條件以及第二代價函數(shù)；

通過精確罰函數(shù)法將所述第三約束條件以及所述第二代價函數(shù)進行處理，得到第三代價函數(shù)；

根據(jù)所述第三動力學方程以及所述第三代價函數(shù)求解所述雙連桿機械臂的最優(yōu)控制參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙連桿機械臂控制方法，其特征在于，所述第一約束條件包括：

滿足運動超調(diào)限制的約束條件、所述雙連桿機械臂響應上升時間的約束條件以及所述雙連桿機械臂電機輸出約束條件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙連桿機械臂控制方法，其特征在于，所述滿足運動超調(diào)限制的約束條件包括：

其中，g₁(t)為所述雙連桿機械臂的第一關(guān)節(jié)滿足運動超調(diào)限制的約束條件，g₂(t)為所述雙連桿機械臂的第二關(guān)節(jié)滿足運動超調(diào)限制的約束條件，x₁(t)為所述雙連桿機械臂的第一關(guān)節(jié)實際位置，x₃(t)為所述雙連桿機械臂的第二關(guān)節(jié)實際位置，為所述雙連桿機械臂的第一關(guān)節(jié)輸入位置，為所述雙連桿機械臂的第二關(guān)節(jié)輸入位置，t為所述雙連桿機械臂的運動時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙連桿機械臂控制方法，其特征在于，所述所述雙連桿機械臂響應上升時間的約束條件包括：

g₃(t)＝h(t)-x₁(t)≤0,t∈[0,5s]，

g₄(t)＝h(t)-x₃(t)≤0,t∈[0,5s]，

其中，g₃(t)為所述雙連桿機械臂的第一關(guān)節(jié)響應上升時間的約束條件，g₄(t)為所述雙連桿機械臂的第二關(guān)節(jié)響應上升時間的約束條件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙連桿機械臂控制方法，其特征在于，所述所述雙連桿機械臂電機輸出約束條件包括：

g₅(t)＝|τ₁(t)-150≤0,t∈[0,5s]，

g₆(t)＝|τ₂(t)|-15≤0,t∈[0,5s]，

其中，g₅(t)為所述雙連桿機械臂的第一關(guān)節(jié)電機輸出約束條件，g₆(t)為所述雙連桿機械臂的第二關(guān)節(jié)電機輸出約束條件，τ₁(t)為所述雙連桿機械臂的第一關(guān)節(jié)控制輸入，τ₂(t)為所述雙連桿機械臂的第二關(guān)節(jié)控制輸入。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙連桿機械臂控制方法，其特征在于，所述第一代價函數(shù)為：