一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法及系统技术方案

本申请提供了一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法及系统，涉及绳驱蛇形机械臂领域，方法包括：利用贝塞尔曲线将蛇形机械臂从结构上进行分解，划分预设个数的低冗余度蛇形机械臂；构建模型预测控制方法，确定低冗余度蛇形机械臂的逆运动学问题；设计有限时间对偶神经网络模型；通过有限时间对偶神经网络模型，对逆运动学问题进行求解；根据求解结果，实现低冗余度蛇形机械臂的各个关节角度的控制。利用贝塞尔曲线将蛇形机械臂从结构上进行分解，得到低复杂度的分段机械臂，降低了计算复杂度。设计模型预测控制方案并将优化问题转化为QP问题；设计有限时间对偶神经网络模型进行求解，加快了求解速度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及绳驱蛇形机械臂领域，尤其涉及一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法及系统。

技术介绍

1、蛇形机械臂是实现工业生产自动化的重要工具，现阶段的各种工业机器人和特种机器人已经在汽车、船舶、石油化工等多个领域发挥了重要作用。然而随着科学技术的发展，世界科技强国也正投入巨大的人力物力推动诸如航天、航空以及核电等高科技产业的稳步发展。在科技的高速发展中，定期的监测和维护是确保航天器、大飞机以及核设施等设备安全工作的重要方式，但是由于此类设备往往具有复杂的结构，使得可供监测及维护作业的空间非常狭小。因此，为了实现对此类设备的监测及维护，各国正积极探索机器人在狭小空间实施设备监测和维护的相关技术。为了顺利完成狭小空间中的监测和维护，机器人需要具备穿越狭窄环境的能力、同时回避障碍物、关节奇异和关节超限的能力以及足够大的灵巧操作空间。传统的6或7自由度机器人，难以同时实现上述目标。然而蛇形机械臂不仅具有极好的环境适应性和极高的避障能力，还可以采用环绕等方式工作于非结构化环境及非合作目标的多设备环境。

2、蛇形机械臂（也可以称为超冗余蛇形机械臂）作本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤S1包括：

3.如权利要求2所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤S2包括：

4.如权利要求3所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤S2还包括：

5.如权利要求4所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤S3包括：

6.如权利要求5所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法...

【技术特征摘要】

1.一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤s1包括：

3.如权利要求2所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤s2包括：

4.如权利要求3所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法，其特征在于，步骤s2还包括：

5.如权利要求4所述的一种基于模型预测控制的蛇形机械臂分层求解方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑世祺，李志鹏，张煜炜，粟涛，戴桂鹏，宫馨雨，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：