[發(fā)明專利]機(jī)器人的控制方法、裝置、控制器及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111497644.2
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114147716A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷曉琨;常琳;吳雨璁;白學(xué)林;柯真東;王松;何治成;黃賢賢
• 申請（專利權(quán)）人: 樂聚(深圳)機(jī)器人技術(shù)有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 曹瑞敏

1.一種機(jī)器人的控制方法，其特征在于，包括：

基于所述機(jī)器人的控制模型以及預(yù)設(shè)動力系統(tǒng)穩(wěn)定性函數(shù)，構(gòu)建針對所述機(jī)器人的包含約束條件的二次規(guī)劃問題，其中，所述控制模型包括：所述機(jī)器人中各關(guān)節(jié)的預(yù)規(guī)劃控制參數(shù)；

求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)；

根據(jù)所述最優(yōu)控制參數(shù)，控制所述機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制模型為預(yù)先根據(jù)所述機(jī)器人的帶外部接觸力模型的動力學(xué)模型得到的控制模型；所述基于所述機(jī)器人的控制模型以及預(yù)設(shè)動力系統(tǒng)穩(wěn)定性函數(shù)，構(gòu)建針對所述機(jī)器人的包含約束條件的二次規(guī)劃問題，包括：

采用所述預(yù)設(shè)動力系統(tǒng)穩(wěn)定性函數(shù)，得到控制律；

根據(jù)所述機(jī)器人的控制模型及所述控制律，計(jì)算所述各關(guān)節(jié)的實(shí)際輸出力矩；

根據(jù)所述各關(guān)節(jié)的實(shí)際輸出力矩，以及所述各關(guān)節(jié)所允許的最大力矩，構(gòu)建所述二次規(guī)劃問題。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述各關(guān)節(jié)的實(shí)際輸出力矩，以及所述各關(guān)節(jié)所允許的最大力矩，構(gòu)建所述二次規(guī)劃問題之前，所述方法還包括：

確定所述機(jī)器人的質(zhì)量數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)動慣量數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述各關(guān)節(jié)的實(shí)際輸出力矩、所述各關(guān)節(jié)所允許的最大力矩、所述質(zhì)量數(shù)據(jù)以及所述轉(zhuǎn)動慣量數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述二次規(guī)劃問題。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述各關(guān)節(jié)的實(shí)際輸出力矩，以及所述各關(guān)節(jié)所允許的最大力矩，構(gòu)建所述二次規(guī)劃問題，包括：

根據(jù)所述各關(guān)節(jié)的實(shí)際輸出力矩、所述各關(guān)節(jié)所允許的最大力矩、所述機(jī)器人的欠驅(qū)動系統(tǒng)的選擇矩陣，以及所述控制模型的預(yù)設(shè)非線性系數(shù)，構(gòu)建所述二次規(guī)劃問題，其中，所述預(yù)設(shè)非線性系數(shù)用于控制非線性對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響程度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)，包括：

采用預(yù)設(shè)的一階交替方向乘子法，求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用預(yù)設(shè)的一階交替方向乘子法，求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)，包括：

采用預(yù)設(shè)的一階交替方向乘子法，對所述二次規(guī)劃問題中的矩陣進(jìn)行分解，得到分解后的矩陣；

根據(jù)分解后的矩陣，求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)分解后的矩陣，求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)，包括：

若所述矩陣為稀疏矩陣，根據(jù)所述分解后的矩陣以及所述最優(yōu)控制參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)。

8.一種機(jī)器人的控制裝置，其特征在于，包括：

構(gòu)建模塊，用于基于所述機(jī)器人的控制模型以及預(yù)設(shè)動力系統(tǒng)穩(wěn)定性函數(shù)，構(gòu)建針對所述機(jī)器人的包含約束條件的二次規(guī)劃問題，其中，所述控制模型包括：所述機(jī)器人中各關(guān)節(jié)的預(yù)規(guī)劃控制參數(shù)；

求解模塊，用于求解所述二次規(guī)劃問題，得到所述各關(guān)節(jié)的最優(yōu)控制參數(shù)；

控制模塊，用于控制根據(jù)所述最優(yōu)控制參數(shù)，控制所述機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動。

9.一種控制器，其特征在于，包括：存儲器和處理器，所述存儲器存儲有所述處理器可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的機(jī)器人的控制方法。

10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被讀取并執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的機(jī)器人的控制方法。