[發明專利]機器人軌跡跟蹤方法及裝置

在審

• 申請號: 201910053748.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109828528A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王麗佳;韓提文;溫彬彬;陳旭鳳
• 申請（專利權）人: 河北工業職業技術學院
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 趙寶琴

本發明提供了一種機器人軌跡跟蹤方法及裝置，該方法應用于雙閉環滑模控制器，所述方法包括：基于快速冪次趨近律確定機器人的橫軸位置跟蹤控制律和縱軸位置跟蹤控制律；根據所述橫軸位置跟蹤控制律和所述縱軸位置跟蹤控制律確定機器人的線速度控制律；基于飽和函數指數趨近律確定機器人的姿態控制律；根據所述線速度控制律和所述姿態控制律對機器人軌跡進行跟蹤。本發明提供的機器人軌跡跟蹤方法及裝置能夠有效保障機器人閉環系統的穩定性。

技術領域

本發明屬于智能控制技術領域，更具體地說，是涉及一種機器人軌跡跟蹤方法及裝置。

背景技術

機器人的控制系統涉及到伺服驅動、運動控制、計算機軟件等，機器人軌跡跟蹤控制是指通過給定各關節的驅動力矩，使機器人的位置、速度等狀態變量跟蹤給定的理想軌跡，對于整個軌跡來說，都需要嚴格控制，是工業生產中應用最為廣泛的控制方式。但是由于機器人系統是一個復雜的多輸入多輸出的非線性系統，具有時變、強耦合和非線性的動力學特性，因此，軌跡跟蹤控制十分復雜與困難。研究機器人軌跡跟蹤控制以及提高軌跡跟蹤控制的精度對機器人技術有著重要的意義。

現有技術中，當機器人檢測到目標位置改變后，采用先轉后走的控制策略，即先控制機器人轉向使機器人與目標方向一致，然后控制機器人快速跟蹤目標軌跡。外環控制器通過調整機器人的線速度使之快速跟隨目標，其在目標已經完成轉向之后進行。故在位置控制器中假定機器人的方向與目標方向一致。然而在實際跟蹤的初始階段機器人的方向無法做到與目標方向一致造成閉環系統不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機器人軌跡跟蹤方法及裝置，以解決現有技術中存在的機器人閉環系統不穩定的技術問題。

本發明實施例的第一方面，提供了一種機器人軌跡跟蹤方法，包括：

基于快速冪次趨近律確定機器人的橫軸位置跟蹤控制律和縱軸位置跟蹤控制律；

根據所述橫軸位置跟蹤控制律和所述縱軸位置跟蹤控制律確定機器人的線速度控制律；

基于飽和函數指數趨近律確定機器人的姿態控制律；

根據所述線速度控制律和所述姿態控制律對機器人軌跡進行跟蹤。

本發明實施例的第二方面，提供了一種機器人軌跡跟蹤裝置，包括：

橫縱軸控制律確定模塊，用于基于快速冪次趨近律確定機器人的橫軸位置跟蹤控制律和縱軸位置跟蹤控制律；

線速度控制律確定模塊，用于根據所述橫軸位置跟蹤控制律和所述縱軸位置跟蹤控制律確定機器人的線速度控制律；

姿態控制律確定模塊，用于基于飽和函數指數趨近律確定機器人的姿態控制律；

軌跡跟蹤模塊，用于根據所述線速度控制律和所述姿態控制律對機器人軌跡進行跟蹤。

本發明實施例的第三方面，提供了一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述的機器人軌跡跟蹤方法的步驟。

本發明實施例的第四方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述的機器人軌跡跟蹤方法的步驟。

本發明提供的機器人軌跡跟蹤方法及裝置的有益效果在于：與現有技術相比，本發明提供的機器人軌跡跟蹤方法及裝置在進行線速度控制時，采用快速冪次趨近律解決了使用傳統冪次趨近律的跟蹤速度問題以及指數趨近律的抖振問題；在進行方向角度控制時，采用基于飽和函數的指數趨近律，保證傳統指數趨近律趨近速度的同時降低了抖振。無論是線速度控制還是方向控制均有效地保障了機器人閉環系統的穩定性。

附圖說明