[發(fā)明專利]一種桁架機(jī)械手的動態(tài)規(guī)劃速度控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910067158.3
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109760053B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董輝;林建波;周瑾
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種桁架機(jī)械手的動態(tài)規(guī)劃速度控制方法，包括以下步驟：1)將桁架機(jī)械手運(yùn)行速度曲線分為三個(gè)階段；2)當(dāng)前系統(tǒng)最大調(diào)試速度能夠通過外部人機(jī)交互設(shè)備實(shí)時(shí)改變；3)以初始速度加速度a進(jìn)行加速，加速至系統(tǒng)設(shè)定最大速度后，進(jìn)入實(shí)時(shí)動態(tài)規(guī)劃階段，將按照時(shí)間周期T劃分成n塊，確定當(dāng)前速度塊的入口速度系統(tǒng)最大調(diào)試速度通過計(jì)算得出當(dāng)前速度塊的結(jié)束速度根據(jù)動態(tài)規(guī)劃算法，保存當(dāng)前速度塊結(jié)束速度作為下一速度塊的入口速度本發(fā)明引入動態(tài)規(guī)劃算法，降低計(jì)算量，提高了處理效率。同時(shí)能夠在指令運(yùn)行過程中改變最大運(yùn)行速度，大大提高用戶程序調(diào)試效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于運(yùn)動控制領(lǐng)域，涉及一種桁架機(jī)械手速度控制方法，尤其是一種桁架機(jī)械手的動態(tài)規(guī)劃速度控制方法。

背景技術(shù)

桁架機(jī)械手在目前國內(nèi)中小企業(yè)中有這非常廣泛的應(yīng)用場景，常見的有數(shù)控車床上下料機(jī)械手、點(diǎn)鉆機(jī)械手、沖床機(jī)械手等。

目前，國內(nèi)的機(jī)械手系統(tǒng)已經(jīng)逐步成熟，在機(jī)械手控制系統(tǒng)中，電機(jī)的速度控制都是基于T型曲線速度規(guī)劃，計(jì)算量小，適合小容量、低性能的嵌入式設(shè)備。但是，幾乎所有的速度規(guī)劃只適用于運(yùn)動軌跡確定(最大速度確定、位移長度確定等)，運(yùn)動期間不改變?nèi)魏螀?shù)的情況。所以在實(shí)際調(diào)試過程中，最大速度固定導(dǎo)致用戶程序聯(lián)調(diào)時(shí)效率低下，無法人為實(shí)時(shí)改變運(yùn)行速度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的桁架機(jī)械手控制器在用戶程序聯(lián)調(diào)時(shí)無法實(shí)時(shí)改變最大運(yùn)行速度、調(diào)試效率低的問題，本發(fā)明提出了一種桁架機(jī)械手的動態(tài)規(guī)劃速度控制方法，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)改變最大運(yùn)行速度、提高調(diào)試效率；采用速度插補(bǔ)策略，提高實(shí)時(shí)速度的控制性能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種桁架機(jī)械手的動態(tài)規(guī)劃速度控制方法，所述方法包括以下步驟：

1)將桁架機(jī)械手運(yùn)行速度曲線分為三個(gè)階段，確定系統(tǒng)初始速度V_s^P，結(jié)束速度V_e^p，加速度a，系統(tǒng)設(shè)定最大速度

2)當(dāng)前系統(tǒng)最大調(diào)試速度能夠通過外部人機(jī)交互設(shè)備實(shí)時(shí)改變；

3)速度控制算法以初始速度V_s^P，加速度a進(jìn)行加速，加速至系統(tǒng)設(shè)定最大速度后，系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)時(shí)動態(tài)規(guī)劃階段，按照周期T和當(dāng)前最大調(diào)試速度進(jìn)行實(shí)時(shí)速度調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步，所述步驟1)中，將桁架機(jī)械手運(yùn)行速度曲線分為加速、實(shí)時(shí)動態(tài)控制、減速三個(gè)階段，加速階段與減速階段采用了T型加減速方式，加速度均為a。

再進(jìn)一步，所述步驟2)中，當(dāng)前系統(tǒng)最大調(diào)試速度默認(rèn)情況下等于系統(tǒng)設(shè)定最大速度系統(tǒng)運(yùn)行速度必須要保證在最大調(diào)試速度之內(nèi)，最大調(diào)試速度通過脈沖手輪進(jìn)行大小調(diào)節(jié)，最小調(diào)節(jié)幅度為10％，總共分為10檔，分別為：10％、20％、30％、......90％、100％。

再進(jìn)一步，所述步驟3)中，將實(shí)時(shí)動態(tài)控制階段按照時(shí)間周期T劃分成n塊，確定當(dāng)前速度塊的入口速度V_sⁿ，系統(tǒng)最大調(diào)試速度通過計(jì)算得出當(dāng)前速度塊的結(jié)束速度V_eⁿ；根據(jù)動態(tài)規(guī)劃算法，保存當(dāng)前速度塊結(jié)束速度V_eⁿ，作為下一速度塊的入口速度V_sⁿ，減少計(jì)算量。