【技术实现步骤摘要】
基于滑模和自适应控制的点云打磨遥控制系统的控制方法
[0001]本专利技术属于磨削加工相关
，更具体地，涉及一种基于滑模和自适应控制的点云打磨遥控制系统的控制方法。
技术介绍
[0002]近几年，协作机器人的使用越来越广泛，采取人机协作方式对提高生产力有着至关重要的作用，其本质是兼顾人类对实际场景的应变能力和决策能力，与机器人高效率的的可重复性和精确性。而遥操作的广泛研究使得机器人的应用场景更加多元化，包括手术医疗、焊接组装、工业钻孔、数控打磨等。
[0003]对于打磨场景，环境的复杂和危险会对加工精度有着更高的要求。在实际的遥操作应用场景中，其系统动力学模型中的参数难以准确获得，有着不同程度的不确定性，而且机器人本身有着摩擦和死区使其在控制过程中存在着影响，除此之外外部环境的干扰也是不可预测的。此类打磨过程工作环境复杂甚至危险，不利于操作者近距离操作，因此工作在交互方式下的遥操作机器人受到广泛关注和研究。并且，在机器人进行打磨过程中，通过控制算法的设计减小包含不确定因素和外来环境干扰，并且辅助点云等进行轨迹规...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于滑模和自适应控制的点云打磨遥控制系统的控制方法，其特征在于，该控制方法包括下列步骤：S1建立所述遥控制系统的动力学方程，设计滑模控制器，利用该滑模控制器构建四通道滑模
‑
自适应控制器，以此获得主端机器人和从端机器人的控制方程；S2对待打磨的焊缝进行点云扫描获得相应的点云数据，计算该点云数据中各点的深度梯度，灵巧度和刚度，设定打磨的起点和终点，利用各点的所述各点的深度梯度，灵巧度和刚度规划最优打磨路径；S3将步骤S1获得控制方程和步骤S2中获得最优打磨路径输入控制器中，以此控制从端机器人进行打磨。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤S1在，所述设计滑模控制器按照下列步骤进行：S11设定从端机器人与主端机器人角度信号的延时角度误差作为控制量，构建遥控制系统关于所述角度误差的连续非奇异终端滑模面，同时设定该滑模面的非线性滑模趋近率；S12利用所述动力学方程求解获得角加速度误差；S13将求解获得的角度误差带入设定的所述非线性滑模趋近率中，以此获得遥控制系统的控制力矩，实现滑模控制器的设计。3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在步骤S11中，所述滑模面按照下列关系式进行：式进行：其中e
s
为从端角度误差控制量，e
m
为主端角度误差控制量，为从端角度误差求导即角速度误差，为主端角度误差求导即角速度误差，s
m
为主端滑模面，s
s
为从端滑模面，ω为常数且ω＞0，γ为常数且1＜γ＜2，μ为常数。4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在步骤S11中，所述非线性滑模趋近率按照下列关系式进行：照下列关系式进行：其中s
m
为主端滑模面，s
s
为从端滑模面，为主端滑模面导数，为从端滑模面导数，K1为常数，K2为常数，ρ为常数。5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在步骤S12中，所述角加速度按照下列步骤进行：骤进行：其中，为从端角加速度误差，为主端角加速度误差，M为惯性矩阵，对于主端，q
m
为角
度，为速度，为加速度，为科里奥利/离心力矩阵，G
m
(q
m
)为重力矢量，对于从端，q
s
为角度，q
s
为速度，q
s
为加速度，M
s
(q
s
)为惯性矩阵，为科里奥利/离心力矩阵，G
s
(q
s
)为重力矢量，此外，u
m
和u
s
是控制力的输入，τ
h
和τ
e
是操作员施加给主端机器人和环境施加给从端机器人的力，T
m
为遥操作系统主从端时延，t为每一时刻时间量。6.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在步骤S13中，所述遥控制系统的控制力矩按照下列步骤进行：u
s
＝u1+u2u
m
＝u3+u4其中：u2＝
‑
M0(K1s
s
+K2sig(s
s
))u4＝
‑
M0(K1s
m
+K2sig(s
m
))其中u
m
为主端的滑模控制力矩，u
s
为从端的滑模控制力矩，u1,u2为u
s
的两个组成部分，u3,u4为u
m...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭芳瑜，王坤钰，刘浩岩，陈晨，闫蓉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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