[發(fā)明專利]一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910629089.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110347040B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高健;鐘永彬;賴文秀;梁俊朗;劉亞超;張攬宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 史翠

本發(fā)明公開(kāi)了一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方法，通過(guò)獲取協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入力矩值，對(duì)輸入力矩值進(jìn)行力矩解耦運(yùn)算得到力矩解耦結(jié)果，并將力矩解耦結(jié)果輸入?yún)f(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)控制函數(shù)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入?yún)f(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的外部輸入力矩的解耦，消除了輸入力矩變化對(duì)協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)控制函數(shù)的影響，從而加強(qiáng)了協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少了超調(diào)、振蕩等現(xiàn)象的出現(xiàn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，具有上述有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種強(qiáng)耦合、非線性的系統(tǒng)，通常采用PID控制方法進(jìn)行控制。PID控制方法雖然具有控制方法靈活、參數(shù)易于調(diào)整、控制效果良好等優(yōu)點(diǎn)，但還是存在跟蹤精度不高、控制能量較大等缺點(diǎn)，并且很難實(shí)現(xiàn)完全解耦。而協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中勢(shì)必會(huì)受到輸入力矩的影響，這些外部輸入力矩可能來(lái)自于負(fù)載，也可能來(lái)自于協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部。雖然在PID控制過(guò)程中可以對(duì)輸入力矩進(jìn)行補(bǔ)償，但實(shí)際上輸入力矩隨時(shí)都在發(fā)生變化，這導(dǎo)致了現(xiàn)有的PID控制方法不能及時(shí)的對(duì)輸入力矩進(jìn)行精確的補(bǔ)償，造成了對(duì)協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的不穩(wěn)定性，控制效果不盡如人意。

如何使協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不受外部輸入力矩變化產(chǎn)生的影響，保證協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)穩(wěn)定性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用于使協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不受外部輸入力矩變化產(chǎn)生的影響，保證協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方法，包括：

獲取協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入力矩值；

對(duì)所述輸入力矩值進(jìn)行力矩解耦運(yùn)算，得到力矩解耦結(jié)果；

將所述力矩解耦結(jié)果輸入所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)控制函數(shù)。

可選的，所述輸入力矩值具體包括隨外部負(fù)載值變化產(chǎn)生的外部力矩變化量以及所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的系統(tǒng)力矩變化值。

可選的，所述獲取協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入力矩值，具體包括：

構(gòu)建所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型；

采集所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反饋值；

將所述反饋值輸入所述動(dòng)力學(xué)模型，輸出所述輸入力矩值。

可選的，所述采集所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反饋值，具體為：

實(shí)時(shí)采集所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反饋值。

可選的，所述對(duì)所述輸入力矩值進(jìn)行力矩解耦運(yùn)算，具體通過(guò)以下公式表示：

其中，F(xiàn)(s)為力矩解耦函數(shù)，P_L(s)所述輸入力矩值，P(s)為所述系統(tǒng)控制函數(shù)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制裝置，包括：

獲取單元，用于獲取協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入力矩值；

力矩解耦單元，用于對(duì)所述輸入力矩值進(jìn)行力矩解耦運(yùn)算，得到力矩解耦結(jié)果；

輸入單元，用于將所述力矩解耦結(jié)果輸入所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)控制函數(shù)。

可選的，所述輸入力矩值具體為包括隨外部負(fù)載值變化產(chǎn)生的外部力矩變化量以及所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的系統(tǒng)力矩變化值。

可選的，所述獲取單元具體包括：

建模子單元，用于構(gòu)建所述協(xié)同運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型；