[發明專利]一種并聯機器人的滑模控制方法及系統

有效

• 申請號: 201811310662.3
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109176480B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 蘇婷婷;何廣平;趙全亮;趙磊;賈濤鳴
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開一種并聯機器人的滑模控制方法及系統，本發明首先構建并聯機器人的動力學模型；其次確定期望運動軌跡；然后采用滑?？刂扑惴?，根據所述期望運動軌跡和并聯機器人末端執行點的實際位置和實際速度確定力矩；根據所述力矩控制所述并聯機器人的動力學模型，獲得關節空間坐標；最后獲取運動學模型；根據所述關節空間坐標和所述運動學模型，對所述并聯機器人末端執行點的實際位置和實際速度進行更新，并返回步驟“采用滑?？刂扑惴?，根據所述期望運動軌跡和并聯機器人末端執行點的實際位置和實際速度確定力矩”，可見本發明基于動力學的控制策略，提高定位控制精度。

技術領域

本發明涉及軌跡跟蹤控制技術領域，特別是涉及一種并聯機器人的滑?？刂品椒跋到y。

背景技術

高速Delta并聯機器人以其獨特的并聯結構，實現了運動速度快、定位精確、工作效率高且成本低等優點，被廣泛應用于醫藥分裝、食品包裝和電子產品等工業自動化生產或包裝流水線的快速分揀、抓取和裝配中。目前國內Delta并聯機器人在各方面性能低于國外機器人，比如目前國內Delta并聯機器人還存在一些關鍵技術不完善、控制器性能不好落后于國外技術等情況。

并聯機器人是一個多變量、結構復雜、多參數耦合、多自由度的非線性系統，其控制策略較為復雜，因此針對性的研究其控制策略、控制方法，對提高我國并聯機器人產業競爭力，促進高速并聯機器人理論的發展，實現并聯機器人產業化等方面，都具有重要的意義。目前常用的控制方法有PID控制、計算力矩控制等。但上述控制方法沒有對Delta并聯機器人的動力學進行考慮，因此慣性和重力效應直接影響定位控制精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種并聯機器人的滑模控制方法及系統，基于動力學的控制策略，提高定位控制精度。

為實現上述目的，本發明提供了一種并聯機器人的滑?？刂品椒?，所述滑?？刂品椒òǎ?/p>

構建并聯機器人的動力學模型；

確定期望運動軌跡；

采用滑?？刂扑惴?，根據所述期望運動軌跡和并聯機器人末端執行點的實際位置和實際速度確定力矩；

根據所述力矩控制所述并聯機器人的動力學模型，獲得關節空間坐標；

獲取運動學模型；

根據所述關節空間坐標和所述運動學模型，對所述并聯機器人末端執行點的實際位置和實際速度進行更新，并返回步驟“采用滑?？刂扑惴ǎ鶕銎谕\動軌跡和并聯機器人末端執行點的實際位置和實際速度確定力矩”。

可選的，所述構建并聯機器人的動力學模型，具體為：

根據所述并聯機器人的力和運動之間關系構建并聯機器人的動力學模型。

可選的，所述確定期望運動軌跡，具體包括：

獲取原始軌跡；

判斷所述原始軌跡上位置點個數是否大于設定閾值，獲得第一判斷結果；如果所述第一判斷結果表示大于設定閾值，則將所述原始軌跡作為期望運動軌跡；如果所述第一判斷結果表示小于或等于設定閾值，則對所述原始軌跡的笛卡爾坐標系下的三個坐標軸分別獨立進行三次多項式軌跡插補，獲得所述期望運動軌跡。

可選的，所述對所述原始軌跡的笛卡爾坐標系下的三個坐標軸分別獨立進行三次多項式軌跡插補，獲得所述期望運動軌跡，具體包括：

從所述原始軌跡中獲取四個連續的位置點；

根據所述四個連續的位置點確定三次多項式的系數；

從四個連續的位置點中任意選取兩個相鄰連續的位置點進行三項式插值，獲得位置點；