【技术实现步骤摘要】
基于广义坐标的分布式移动机械臂任务分层优化控制方法
本专利技术涉及多智能体控制
，具体涉及一种基于广义坐标的分布式移动机械臂任务分层优化控制方法。
技术介绍
近年来随着工业中对大范围复杂任务的迫切需要，多机械臂协同受到各领域的广泛关注。由于传统的固定机械臂工作空间有限，越来越多的人采用将固定机械臂安装在移动基座上的移动机械臂来实现复杂的协同任务。移动机械臂能够利用移动基座更大的活动范围以及机械臂灵活的操作能力适应复杂多变的任务，但是，其高冗余度和运动学非线性约束使得多移动机械臂的协同控制具有很大难度。对移动机械臂来说，由于基座和机械臂的自由度之和一般都不会小于任务空间维度，因此移动机械臂具有冗余性。在协同控制主任务的情况下，各个移动机械臂还有冗余度完成其他一些次任务，或者优化目标。因此需要引入任务优先级概念，使得在主次任务同时存在时，移动机械臂能够按照任务等级进行运动控制，保证低优先级任务不影响高优先级任务，以解决可能存在的冲突问题。操作度是当前状态机械臂能够到达任意位置或任意方向的能力一种度量，其能够表示当前状态机械臂远离奇异位形的程度。当机械臂在接近奇异...
【技术保护点】
1.基于广义坐标的分布式移动机械臂任务分层优化控制方法，主任务为多移动机械臂通过末端执行器协作搬运目标物体使目标物体中心跟踪一条给定参考轨迹，次任务为以所有机械臂的最大化操作度之和控制关节角以及控制移动基座编队避障，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将末端执行器位置x与关节角θ整合为一个向量，定义为广义坐标q＝[xT,θT]T，并依据广义坐标建立单个移动机械臂模型；步骤二，引入相对偏差ζ，将任务优先级控制中的主任务和次任务分层处理，分为：控制层的一致性协同跟踪使得q‑ζ→qd以及优化层的带有约束条件的非凸优化问题使得ζ→ζ*；任务优先级协同控制实现时，广义坐标与相对偏差之间...
【技术特征摘要】
1.基于广义坐标的分布式移动机械臂任务分层优化控制方法，主任务为多移动机械臂通过末端执行器协作搬运目标物体使目标物体中心跟踪一条给定参考轨迹，次任务为以所有机械臂的最大化操作度之和控制关节角以及控制移动基座编队避障，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将末端执行器位置x与关节角θ整合为一个向量，定义为广义坐标q＝[xT,θT]T，并依据广义坐标建立单个移动机械臂模型；步骤二，引入相对偏差ζ，将任务优先级控制中的主任务和次任务分层处理，分为：控制层的一致性协同跟踪使得q-ζ→qd以及优化层的带有约束条件的非凸优化问题使得ζ→ζ*；任务优先级协同控制实现时，广义坐标与相对偏差之间的关系满足q-ζ*＝qd，ζ*为最优相对偏差，qd为给定参考轨迹向量；步骤三，设计优化层的约束条件，包括基于自身和邻居机械臂的中心跟踪等式约束和目标物体形状等式约束，使得优化层的任务不影响控制层任务的实现；步骤四，定义相对偏差的范围约束集合，使得所述非凸优化问题的代价函数在所述范围约束集合内为凸函数；步骤五，...
【专利技术属性】
技术研发人员：方浩，吴楚，曾宪琳，陈杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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