[發明專利]一種分布式多機器人協同運動控制方法及系統

有效

• 申請號: 201911358557.1
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111113417B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 徐智浩;吳鴻敏;唐觀榮;周雪峰;李帥
• 申請（專利權）人: 廣東省智能制造研究所
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廣東廣盈專利商標事務所(普通合伙) 44339
• 代理人: 李俊

1.一種分布式多機器人協同運動控制方法，其特征在于，所述方法包括：

構建第i個機器人對期望運動信息的在線估計機制，獲取第i個機器人對期望運動信息的估計值；

基于所述估計值，獲取第i個機器人的虛擬控制量；

基于所述虛擬控制量和實際物理約束，以第i個機器人的速度范數為待優化目標，獲取第i個機器人的運動控制條件；

基于所述運動控制條件，利用遞歸求解器實時更新第i個機器人的運動控制量并發送至第i個機器人；

判斷第i個機器人是否為最后一個機器人；

若否，則獲取第i+1個機器人，返回構建第i+1個機器人對期望運動信息的在線估計機制；

所述構建第i個機器人對期望運動信息的在線估計機制，獲取第i個機器人對期望運動信息的估計值包括：

對第i個機器人的各運動參數進行初始化；

計算第i個機器人的期望速度估計值、期望位移估計值與當前時刻的期望位置估計值。

2.根據權利要求1所述的分布式多機器人協同運動控制方法，其特征在于，計算第i個機器人的期望速度估計值為：

計算第i個機器人的期望位移估計值為：

計算第i個機器人的當前時刻的期望位置估計值為：

其中，x_i(0)為第i個機器人的初始位置，D_i(t)為第i個機器人的期望位移，v_i(t)為第i個機器人的期望速度，N為機器人的總個數，k₁、k₂、k₃均為正控制常數，a_ij為判斷系數。

3.根據權利要求2所述的分布式多機器人協同運動控制方法，其特征在于，獲取第i個機器人的虛擬控制量為：

其中，x_i(t)為第i個機器人的末端執行器位置，k為正控制常數。

4.根據權利要求3所述的分布式多機器人協同運動控制方法，其特征在于，獲取第i個機器人的運動控制條件為：

其中，J_i為第i個機器人的雅克比矩陣，分別為第i個機器人的關節角度θ_i的上下限，分別為第i個機器人的角速度的上下限。

5.根據權利要求4所述的分布式多機器人協同運動控制方法，其特征在于，所述基于所述運動控制條件，利用遞歸求解器實時更新第i個機器人的運動控制量包括：

對第i個機器人的控制系統進行限定，獲取飽和狀態值；

基于所述飽和狀態值，利用所述遞歸求解器對所述運動控制條件進行解析，獲取運動控制量的在線更新率；

基于所述在線更新率，對第i個機器人的下一個運動控制進行更新。

6.根據權利要求5所述的分布式多機器人協同運動控制方法，其特征在于，所述飽和狀態值為：

基于所述飽和狀態值，獲取運動控制量的在線更新率為：

其中，λ_i為狀態變量，α為正控制常數，θ為第i個機器人的關節初始態。