基于视觉伺服系统的机械臂动态模糊逼近器技术方案
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于视觉伺服系统的机械臂动态模糊逼近器，具体涉及模糊系统在视觉伺服机械臂系统上的应用。
技术介绍
中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。机器人的研究是自动控制、电子技术、计算机技术和人工智能等多个学科交叉的产物，代表机电一体化的发展成果。机器人已经广泛地应用在生活、娱乐、服务、医疗，工业与国防军事等各个领域，如管家机器人，清洁机器人，焊接机器人，无人机等，随着机器人执行任务的复杂性不断增加，需求日益商品化，并要求它能够适应比较复杂的生产环境。机器人的应用范围不断扩大，其工作环境发生了很大变化：从室内环境发展到空、天、地、海等各种环境；从简单、规则的环境发展到复杂、非结构化的环境；从已知环境发展到未知环境(全部或部分)。这就要求机器人智能化程度...
【技术保护点】
基于视觉伺服系统的机械臂动态模糊逼近器，包括有视觉伺服控制器(1)、视觉模块(2)、运动控制模块(3)、驱动模块(4)、检测模块(5)、机械臂(6)、位置采集模块(7)与速度采集模块(8)组成；视觉伺服控制器(1)由控制信号发生单元(11)、自适应相机标定装置(12)、通信单元(13)、计算机运算单元(14)和自适应模糊机械臂动态逼近器(15)组成；其特征在于，在机械臂动态未知且受随机干扰的情况下，视觉伺服控制器(1)必须保证控制系统的稳定性与图像平面上的跟踪精度；其特征在于：视觉伺服控制器(1)接收图像处理单元(23)得到的实际图像轨迹和期望的图像轨迹形成的误差信号、由位...
【技术特征摘要】
1.基于视觉伺服系统的机械臂动态模糊逼近器，包括有视觉伺服控制器(1)、视觉模块
(2)、运动控制模块(3)、驱动模块(4)、检测模块(5)、机械臂(6)、位置采集模块(7)
与速度采集模块(8)组成；视觉伺服控制器(1)由控制信号发生单元(11)、自适应相机标
定装置(12)、通信单元(13)、计算机运算单元(14)和自适应模糊机械臂动态逼近器(15)
组成；其特征在于，在机械臂动态未知且受随机干扰的情况下，视觉伺服控制器(1)必须保
证控制系统的稳定性与图像平面上的跟踪精度；其特征在于：视觉伺服控制器(1)接收图像
处理单元(23)得到的实际图像轨迹和期望的图像轨迹形成的误差信号、由位置采集模块(7)
采集的位置信号、由速度采集模块(8)采集的速度信号传递到控制器变量存储器(16)，通
过计算机运算运算单元(14)运算，由自适应模糊机械臂动态逼近器(15)逼近机械臂未知
且受干扰的动态，由伺服视觉控制器(1)与视觉模块(2)之间的通信单元(13)(21)进行
信息交换通过自适应相机标定装置(13)在线标定相机，由控制信号发生单元(11)给控制
模块(3)发送控制信号；运动控制模块(3)调制PWM波于驱动模块(4)驱动电机传动机械
臂模块(6)运动；由检测模块(5)检测驱动模块(4)中的电机电流、速度和位置信息，并
反馈与运动控制模块(3)实现闭环控制；视觉模块(2)采集机械臂模块(6)末端特征点的
图像坐标并反馈于控制器(1)的输入，在未知机械臂动态特性及受随机扰动的情况下依然保
持良好的控制器性能。
2.根据权利要求1所述的基于视觉伺服系统的机械臂动态模糊逼近器，其特征在于：该
逼近器可以以很高的精度逼近基于视觉伺服的受随机扰动的未知机械臂动态，它包含模糊逼
近器(151)和自适应模块(152)；其中模糊逼近器(151)包含单值模糊器(1511)、模糊规
则库(1512)、乘积推理机(1513)和中心平均解模器(1514)；自适应模块包含参数初值存
储器(1521)、自适应律存储器(1522)和参数调整值存储器(1523)。
3.根据权利要求1所述的基于视觉伺服系统的机械臂动态模糊逼近器，其特征在于：模
糊逼近器(151)的单值模糊器(1511)接收从控制变量存储器(16)传递的输入(关节角q、
关节速度关节加速度关节域参考速度和关节域参考加速度)并对输入变量进行
模糊化，乘积推理机(1513)根据模糊规则库(1512)中的IF-THEN规则进行模糊推理，最
后由中心平均解模器(1514)对模糊变量进行解模糊化，得到模糊逼近器对非线性未知机械
臂系统的逼近输出为根据机械臂的动力学方程，力矩与关节变量之间的关系
可以表示为：
H(q)q··+(1/2H·(q)+C(q,q·))q·+g(t)-fd=τ]]>其中fd表示未知干扰，实际的非线性机械臂系统输入的力矩τ，用模糊逼近器(151)进
\t行逼近数学形式可以表示为：其中ε...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘治，王福杰，宋路露，杨智斌，章云，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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