并联机器人正运动求解方法、控制方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种并联机器人正运动求解方法、控制方法、设备及存储介质，通过构建基于物理信息神经网络的并联机器人正运动求解模型来求解并联机器人平台位姿，具备快速收敛与通用近似的能力，能够克服现有解析法缺乏通用性、Newton

【技术实现步骤摘要】
并联机器人正运动求解方法、控制方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人运动学
，尤其涉及一种并联机器人正运动求解方法、控制方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近几十年来，并联机器人在工业领域得到了广泛的研究与应用，如飞行模拟器、地震模拟振动台、减隔振装置等，这主要归功于其刚度大、精度高、承载能力强的特点。然而，复杂的正运动学通常将并联机器人的工作空间限制在一个小位姿范围内。目前，并联机器人正运动学分析的方法主要可以分为解析法与数值法。解析法通过消元得到一个单变量的高阶方程，然后求解该方程来得到所有可能的平台位姿。常用的消元法包括区间分析法、延拓法、Groebner基法及附加传感器的方式。经过众多学者的研究，3
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4的Stewart并联机器人已得到解析解。然而，由于解析法需要较高的数学技巧，仍有许多并联机器人尚未得到其解析解。此外，解析法的计算效率通常较低，难以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联机器人正运动求解方法，其特征在于，包括：获取各支链伸长量并作为输入数据；将输入数据输入基于物理信息神经网络的并联机器人正运动求解模型，输出并联机器人平台位姿；其中，并联机器人正运动求解模型利用训练数据对物理信息神经网络进行训练后得到；并联机器人正运动求解模型包括：多个全连接层，除输出层外，每个全连接层后设置批归一化层；还包括物理残差块，物理残差块以当前时步的输入数据作为输入，物理残差块输出的计算值与输出层的输出叠加后输出当前时步的并联机器人平台位姿，每个时步仅设置一个物理残差块；第k时步的物理残差块的计算过程表示为，其中，表示并联机器人零位对应的雅克比矩阵，表示由第k时步各支链伸长量与第k
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1时步并联机器人平台位姿构成的正运动学方程。2.根据权利要求1所述的并联机器人正运动求解方法，其特征在于，在计算第k时步的总输入时，仅将第k
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1时步的物理残差块的计算值与第k时步的各支链伸长量X
k
拼接；将第k
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1时步的物理残差块的计算值作为第k时步的物理残差块计算时的初始位姿。3.根据权利要求1所述的并联机器人正运动求解方法，其特征在于，批归一化层的计算过程表示如下：，，，，其中，、分别表示训练过程中最小批的均值与方差；m表示最小批的样本数；、分别表示变量与中间变量；ε为一微量；γ、β分别表示伸缩、平移参数；表示变量经批归一化后的变量。4.根据权利要求1所述的并联机器人正运动求解方法，其特征在于，训练得到并联机器人正运动求解模型过程中，损失函数的表达式如下：，，其中，表示最终的损失函数，n表示支链数，T表示总的时步数，表示1范数；表示并联机器人各支链在各个时步的物理残差；表示各支链伸长量，表示模型可训练的参数；与表示上平台与下平台的铰点空间坐标，下标取1、2、3分别表示坐标X、Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：国巍，何崇检，朱艳霞，余志武，蒋丽忠，
申请(专利权)人：高速铁路建造技术国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：