【技术实现步骤摘要】
输送用并联机器人结合鲁棒精确微分器有限时间收敛滑模控制方法
本专利技术涉及一种输送用并联机器人，尤其涉及一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器有限时间收敛滑模控制方法。
技术介绍
为满足汽车涂装输送设备的工程应用需求，基于并联机构研制了一种输送用并联机器人，以克服现有采用悬臂梁串联结构的汽车电泳涂装输送设备承载能力不足、柔性化水平低的结构缺陷。该输送用并联机器人具有承载能力强、车型适用性广、定位精度高、末端构件运动惯量小、无累积误差且响应速度快等诸多优点。然而，输送用并联机器人的多支路闭链结构特点和各关节间的耦合关系也使其成为一种典型的多输入多输出、强耦合的复杂非线性系统。这类实际系统难以建立精确动力学模型，且实际运行时存在外界干扰、摩擦等不确定因素，使其运动控制问题成为控制研究领域的难点，而且直接关乎输送用并联机器人运行的稳定性和电泳涂装质量。文献《柔顺关节并联机器人动力学建模与控制研究》(天浩等，农业机械学报第45卷，2014年5期，第278-283页)针对柔顺关节并联机器人采用拉格朗日法建立动力学...
【技术保护点】
1.一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)以输送用并联机器人为被控对象，采用解析法对输送用并联机器人进行运动学逆解分析，进一步求得其运动学正解和雅克比矩阵；/n2)根据汽车电泳涂装工艺要求，设计输送用并联机器人连接杆中点的期望运动轨迹，并结合运动学逆解求得主动关节的期望运动轨迹；/n3)采用时延估计技术实时在线获取输送用并联机器人包含未知动力学、外界干扰和摩擦等不确定因素的动力学模型；/n4)针对步骤3)中时延估计技术产生的时延估计误差，设计一种输送用并联机器人系统的鲁棒精确微分器在有限时间内对...
【技术特征摘要】
1.一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)以输送用并联机器人为被控对象，采用解析法对输送用并联机器人进行运动学逆解分析，进一步求得其运动学正解和雅克比矩阵；
2)根据汽车电泳涂装工艺要求，设计输送用并联机器人连接杆中点的期望运动轨迹，并结合运动学逆解求得主动关节的期望运动轨迹；
3)采用时延估计技术实时在线获取输送用并联机器人包含未知动力学、外界干扰和摩擦等不确定因素的动力学模型；
4)针对步骤3)中时延估计技术产生的时延估计误差，设计一种输送用并联机器人系统的鲁棒精确微分器在有限时间内对其进行观测；
5)基于步骤3)和步骤4)，利用鲁棒精确微分器得到的观测值进行前馈补偿，设计一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制器；
6)采用分布式结构构建输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制系统；
7)将计算所得的输送用并联机器人各主动关节控制量发送至各电机驱动器，使其按期望轨迹运动。
2.根据权利要求1所述的一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制方法，其特征在于：所述步骤1)中，对运动学逆解方程两端进行求导，即得：
式中，J即为输送用并联机器人系统的雅克比矩阵；是输送用并联机器人主动关节位姿矢量，其中x1,x2,x3,x4分别表示输送用并联机器人四个滑块的位移，分别表示输送用并联机器人两个主动轮的旋转角度，是主动关节速度矢量；是连接杆中点速度矢量。
3.根据权利要求1所述的一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制方法，其特征在于：步骤2)中，根据汽车白车身入槽、翻转、出槽的电泳涂装工艺要求,确定输送用并联机器人连接杆中点的期望运动轨迹为xd＝(zd,βd)T，其中，zd为连接杆中点在Z方向的期望位移，βd为末端执行器绕Y轴逆时针旋转的期望角度，结合运动学逆解方程，进一步求得主动关节的期望运动轨迹其中xd1,xd2,xd3,xd4分别表示输送用并联机器人四个滑块的期望位移，分别表示输送用并联机器人两个主动轮的期望旋转角度。
4.根据权利要求1所述的一种输送用并联机器人无模型结合鲁棒精确微分器前馈补偿技术的有限时间收敛滑模控制方法，其特征在于：所述步骤3)的具体过程为：
输送用并联机器人动力学模型的一般形式为：
式中，M(q)为对称正定的惯性矩阵；为哥氏力和离心力项；G(q)为重力项(单位N.m)；为摩擦力项(单位N.m)；τd为外界干扰项(单位N.m)；τ为控制力矩矢量(单位N.m)；
为应用时延估计技术，引入正定常数对角阵将动力学模型(1)简写为：
式中，表示包含输送用并联机器人非线性未知动力学、外界干扰和摩擦等不确定因素的动力学信息项；
采用时延估计技术实时在线获取输送用并联机器人系统动力学信息为：
式中，是的时延估计值；带下标t-η的上述变量表示此时刻变量的值，即变量的时滞值，其中η是延迟时间，η最小值可设置为采样周期...
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