一种基于评估函数的机器人轨迹跟踪策略动态优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于评估函数的机器人轨迹跟踪策略动态优化方法。方法为：首先分析机器人的机械结构，并根据实际的机械结构，建立机器人的运动学或动力学的相关模型；然后利用机器人相关状态变量，设计机器人的轨迹追踪效果评估函数；接着根据经验设置控制算法计算出的控制量相关参数的初始值；最后在机器人运行时，采集所需要的数据传递给机器人的轨迹跟踪效果评估函数，利用机器人的轨迹跟踪效果评估函数的结果及其变化趋势，动态地对控制量进行修正。本发明专利技术减小了机器人的实际轨迹与设定轨迹之间的偏差，提高了安全性，并具有计算量小、处理参数不确定性的能力强、对于模型精度的要求低、适应性强的优点。适应性强的优点。适应性强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于评估函数的机器人轨迹跟踪策略动态优化方法


[0001]本专利技术涉及机器人运动控制
，特别是一种基于评估函数的机器人轨迹跟踪策略动态优化方法。

技术介绍

[0002]在快速发展的智能机器人相关技术中，机器人的运动控制是移动机器人控制系统中最基本的问题，因为所有任务最终都是通过机器人的运动来实现的。根据控制目的不同，运动控制可以分为点镇定、轨迹跟踪和路径追踪三类，其中轨迹跟踪的研究方法主要有状态反馈控制法、滑模控制法、反演法控制法、自适应控制法和智能控制法五种。
[0003]状态反馈控制法是指将系统的每一状态变量乘以相应的反馈系数，反馈到输入端与参考输入相加，其和作为被控系统的控制信号；滑模控制法不需要知道系统的精确模型，对满足匹配条件时，系统对外界扰动以及参数变动具有很好的鲁棒性；反演法控制法是一种系统化的控制律设计思想，对线性和非线性系统都适用，能够方便的解决各种情况下的控制律求解问题；自适应控制法和智能控制法通常都具有学习能力和非线性映射的能力，为解决机器人系统的控制问题提供了新的思路。
[0004]同时，状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于评估函数的机器人轨迹跟踪策略动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、分析机器人的机械结构，并根据实际的机械结构，建立机器人的运动学或动力学的相关模型；步骤2、利用机器人相关状态变量，设计机器人的轨迹追踪效果评估函数；步骤3、根据经验设置控制算法计算出的控制量相关参数的初始值；步骤4、在机器人运行时，采集所需要的数据传递给机器人的轨迹跟踪效果评估函数；步骤5、利用机器人的轨迹跟踪效果评估函数的结果及变化趋势，在线地对控制量进行修正；步骤6、在机器人运动过程中重复步骤4和步骤5，实现对控制量的动态优化。2.根据权利要求1所述的基于评估函数的机器人轨迹跟踪策略动态优化方法，其特征在于，步骤1所述的分析机器人的机械结构，并根据实际的机械结构，建立机器人的运动学或动力学的相关模型，具体如下：以机器人中心位置为基点A，建立机器人随动右手坐标系Axyz以及机器人自身右手坐标系AXYZ，规定逆时针旋转方向为正方向，v
A
表示基点A的速度大小，θ表示A点速度与世界坐标系的Ax轴的夹角，ω表示机器人绕A点旋转的角速度，表示机器人朝向与Ax轴的夹角，则机器人的运动学模型表示为：其中，x
A
表示机器人中心沿x轴运动的距离，和v
Ax
表示机器人中心沿x轴的线速度；y
A
表示机器人中心沿x轴运动的距离，和v
Ay
表示机器人中心沿y轴的线速度；表示机器人朝向与Ax轴的夹角，和ω都表示机器人绕A点旋转的角速度；令机器人的参考坐标为参考运动模型表示为：其中，机器人参考轨迹在t时刻的全局坐标为其中，机器人参考轨迹在t时刻的全局坐标为和v
rx
都表示机器人参考点处的沿x轴的速度，v
r
表示参考点处机器人的平动速度，θ
r
表示参考点处机器人的平动方向；和v
ry
表示机器人参考点处的沿y轴的速度；和ω
r
表示参考点处机器人的绕轴旋转速度；得到位姿的误差方程如下：其中，机器人参考轨迹在t时刻的全局坐标为此时机器人实际的坐标为
位姿误差为利用状态反馈控制法，得出机器人运动控制律如下：其中，v

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，惠玉卓，李胜，薛舒严，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：