基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术涉及机器人控制技术相关领域，为基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法、系统和设备，该方法包括：实时采集机器人运行过程中的关节位置、速度、加速度；计算机器人轨迹运行需要的预测力矩，将预测力矩进行二阶低通滤波处理得到第一力矩；根据机器人运行过程中的关节位置和关节编码器反馈的位置进行生成速度信息，根据速度信息和关节编码器反馈的位置计算得到速度反馈，根据速度反馈计算得到第二力矩；对第一力矩和第二力矩进行叠加合成，得到输出力矩；对输出力矩进行限幅处理，将限幅处理后的输出力矩进行线性化转换，输出电机控制的电流指令。本发明专利技术中可以提高机器人运行过程中的轨迹精度，提高机器人的控制性能。提高机器人的控制性能。提高机器人的控制性能。

【技术实现步骤摘要】
基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法、系统和设备


[0001]本专利技术涉及机器人控制技术相关领域，特别涉及基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]一般而言，标准的机器人控制系统通常是由位于每一个关节的比例积分微分形式的位置控制器组成的，采用这种传统的控制器能够适用于大多数机器人完成一定精度的路径跟踪任务，由于机械系统之间的连接不可避免的存在弹性形变，例如减速齿轮、传动皮带、联轴器等，当对路径轨迹控制有高速高精等较高指标要求时，弹性形变的存在，控制精度往往有所欠缺，需要采用较大的控制参数来满足要求，从而更加放大了关节速度和速度误差信号，也放大了反馈环节中产生的噪音信号，实际机器人运行过程中有可能产生较大的误差信号，使控制器产生的力矩值过大，会造成系统震荡，引起机器人系统控制的抖动不稳定，系统的控制器和机器人的动力学模型没有关联起来，无法预估当前运行状态所需要的力矩信息，只能把动力学的力矩信号当成扰动的方式来处理，造成控制精度下降。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术所存在的技术问题，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法，其特征在于，包括步骤：实时采集机器人运行过程中的关节位置、速度、加速度；根据机器人运行过程中的关节位置、速度、加速度和设定的机器人各关节动力学参数，计算机器人轨迹运行需要的预测力矩，将预测力矩进行二阶低通滤波处理得到第一力矩；根据机器人运行过程中的关节位置和关节编码器反馈的位置进行生成速度信息，根据速度信息和关节编码器反馈的位置微分计算得到速度反馈，根据速度反馈计算得到第二力矩；对第一力矩和第二力矩进行叠加合成，得到输出力矩；对输出力矩进行限幅处理，将限幅处理后的输出力矩进行线性化转换，输出电机控制的电流指令，伺服驱动器根据输出电机控制的电流指令驱动控制电机运行。2.根据权利要求1所述的基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法，其特征在于，所述设定的机器人各关节动力学参数包括惯性张量参数、质心位置参数、质量参数。3.根据权利要求1所述的基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法，其特征在于，所述预测力矩计算公式为：其中，q、分别表示机器人关节位置、速度、加速度，是回归矩阵，θ是机器人的物理参数集。4.根据权利要求2所述的基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法，其特征在于，所述二阶低通滤波器的传递函数为：其中，ω
c
是二阶低通滤波器的截止频率，ξ为阻尼比。5.基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制系统，用于实现权利要求1
‑
4任意一项所述的基于逆动力学前馈补偿的机器人的控制方法，其特征在于，包括机器人控制器、逆动力学模型模块、滤波器模块、位置模块、速度控制模块、力矩合成模块与饱和限幅模...

【专利技术属性】
技术研发人员：何英武，李智，宋露露，温尔文，粱慧坚，
申请(专利权)人：广州数控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：