绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法技术

技术编号:45066204 阅读:16 留言:0更新日期:2025-04-25 18:11
本发明专利技术公开一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,包括步骤:S1、获取动力学模型并给定期望参考轨迹;S2、引入四元数消除误差,获取机器人工作末端的跟踪误差;S3、设计滑动模态,选择趋近率,令位置跟踪误差到达滑动模态;根据机器人模型和轨迹跟踪的控制目标,设计机器人轨迹跟踪控制器的控制律,确定控制参数;S4、引入阻抗模型,组成滑模阻抗系统;S5、分析滑模阻抗系统的稳定性和收敛性,调节控制器的控制参数,输出轨迹跟踪结果。本发明专利技术为绳驱柔性连续型机器人设计了一种滑模阻抗控制器,在使用滑模控制方案保证系统的鲁棒性能的基础上,结合了阻抗方案以实现柔顺控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人系统轨迹跟踪,尤其涉及一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法


技术介绍

1、在需要高度精确和细致控制的绳驱柔性连续型机器人应用场景中,非常需要精确快速的控制方案来确保连续型机器人可以在实际应用中进一步发展,因此得到可靠稳定的控制方案至关重要。然而,由于其本身建模后具有高度的非线性,以及材料所带来的弹性特性,这无疑给其相关的鲁棒控制设计带来了挑战。滑模控制作为一种强鲁棒非线性控制方法,无论是鲁棒性能的强大还是实时性的迅速,都对连续型机器人来说是一种优秀的控制方案。滑模控制本质上是一种变结构方法,其主要方法是通过引入一个被称为滑模面的特定区域来控制系统的状态进入该滑模面,而一旦状态进入滑模面后,系统的各个动态性能就会呈现出强鲁棒性。

2、目前对于大多数机器人工业应用场景来说,机器人所处的工作环境都被要求是事先已知并且精确建模好的。但是对于救援型机器人和医疗型机器人领域来说,很难满足事先能够工作环境精确建模的假设,因为它们经常工作在非结构化的环境中。换句话说,这类机器人的工作环境往往是非结构化且不定的。而绳驱柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤S1中,绳驱柔性连续型机器人的结构包括弹性主杆、穿在主杆串联的多个支撑盘以及两两相互平行对称的四根绳,四根绳通过一系列支撑盘连接到主杆上。

3.根据权利要求1所述的一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤S1中,机器人的动力学模型如下:

4.根据权利要求1所述的一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤S1中,机器...

【技术特征摘要】

1.绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤s1中,绳驱柔性连续型机器人的结构包括弹性主杆、穿在主杆串联的多个支撑盘以及两两相互平行对称的四根绳,四根绳通过一系列支撑盘连接到主杆上。

3.根据权利要求1所述的一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤s1中,机器人的动力学模型如下:

4.根据权利要求1所述的一种绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤s1中,机器人四根绳索的模型如下:

5.根据权利要求1所述的绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤s2中,引入四元数h为:

6.根据权利要求1所述的绳驱柔性连续型机器人基于滑模阻抗的轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤s2中,...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘伟东唐文刘宏芸
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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