The embodiment of this application provides a dynamic compensation method and system for space trajectory tracking of a manipulator, in which the steps of the method include: S1, calculating the position and attitude error of the end of the manipulator based on the expected position and attitude matrix T1 of the end of the manipulator and the current position and attitude matrix T0 of the end of the manipulator; S2, using the Jacobian matrix J (q), the position and attitude error Delta and the current joint angle under the current position and attitude of the end of the manipulator. Q, calculating the joint target angle q*; S3, calculating the joint target angular velocity according to the Jacobian matrix J (q) and the expected velocity v*, under the current position and posture of the end of the manipulator.
【技术实现步骤摘要】
一种机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法和系统
本申请涉及机械臂空间轨迹跟踪补偿领域,特别涉及一种六自由度机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法和系统。
技术介绍
机械臂尤其是六自由度机械臂在工业生产领域已经得到了广泛的应用,机械臂控制技术是机械臂系统的重要部分,决定着机械臂的性能,随着现代工业的迅速发展,尤其是“工业4.0”、“中国制造2025”等战略的提出,对机械臂的精度、稳定性、快速性提出了更高的要求。机械臂空间轨迹跟踪是实现末端执行器沿着给定的连续轨迹运动,整个运动轨迹都需要严格控制,机械臂空间轨迹跟踪精度是其控制性能的重要指标。弧焊、喷漆等应用都对机械臂的空间轨迹跟踪精度有很高的要求。现有技术中,针对机械臂空间轨迹跟踪控制,一般采用两种方法:第一种方法是在关节控制中直接将关节目标角差分得到目标速度,作为速度前馈给到关节速度控制器进行动态补偿,这种方法实施简单但是会存在滞后特性;第二种方法是根据机械臂的动力学模型进行控制,但是六自由度机械臂的动力学模型复杂,难以得到精确的动力学模型,导致控制效果不理想。
技术实现思路
为解决上述问题之一,本申请提供了一种六自由度机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法和系统。根据本申请实施例的第一个方面,提供了一种机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法,其特征在于,该方法的步骤包括:S1、根据机械臂末端期望位姿矩阵T1和机械臂末端当前位姿矩阵T0,计算机械臂末端位姿误差δ;S2、利用当前机械臂末端位姿下的雅克比矩阵J(q)、位姿误差δ和当前关节角q,计算关节目标角q*;S3、根据当前机械臂末端位姿下的雅克比矩阵J(q)和机械臂末端的期望速度v*,计算 ...
【技术保护点】
1.一种机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法,其特征在于,该方法的步骤包括:S1、根据机械臂末端期望位姿矩阵T1和机械臂末端当前位姿矩阵T0,计算机械臂末端位姿误差δ;S2、利用当前机械臂末端位姿下的雅克比矩阵J(q)、位姿误差δ和当前关节角q,计算关节目标角q*;S3、根据当前机械臂末端位姿下的雅克比矩阵J(q)和机械臂末端的期望速度v*,计算关节目标角速度
【技术特征摘要】
1.一种机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法,其特征在于,该方法的步骤包括:S1、根据机械臂末端期望位姿矩阵T1和机械臂末端当前位姿矩阵T0,计算机械臂末端位姿误差δ;S2、利用当前机械臂末端位姿下的雅克比矩阵J(q)、位姿误差δ和当前关节角q,计算关节目标角q*;S3、根据当前机械臂末端位姿下的雅克比矩阵J(q)和机械臂末端的期望速度v*,计算关节目标角速度S4、将关节目标角速度与关节位置控制器输出量相加,得到关节速度指令,驱动机械臂各关节运动。2.根据权利要求1所述的补偿方法,其特征在于,所述步骤S1中,根据利用机械臂D-H参数构建的运动学模型和当前关节角q,计算机械臂末端当前位姿矩阵T0;和当前位置下的雅克比矩阵J(q)。3.根据权利要求1所述的补偿方法,其特征在于,所述步骤S1中的机械臂末端位姿误差δ为:其中,为位姿误差,为机械臂末端当前位姿矩阵,为机械臂末端期望位姿矩阵。为机械臂末端当前姿态的旋转矩阵,为机械臂末端当前空间位置坐标向量,为机械臂末端期望姿态的旋转矩阵,为机械臂末端期望空间位置的坐标向量;对于斜对称矩阵4.根据权利要求1所述的补偿方法,其特征在于,所述步骤S2中的机械臂关节目标角q*为:q*=q+J-1(q)δ其中,为机械臂各关节目标角度向量,为机械臂各关节当前角度向量,为机械臂当前位姿下的雅可比矩阵。5.根据权利要求1所述的补偿方法,其特征在于,所述步骤S3中的机械臂关节目标角速度为:其中,为机械臂各关节目标角速度向量,为轨迹规划器输出的机械臂末端空间速度向量。6.一种机械臂空...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩华涛,高景一,李竹奇,吕泽杉,李源,耿金鹏,吴磊,李冬伍,魏彦彪,
申请(专利权)人:北京无线电测量研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。