一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法技术

技术编号:46568662 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:16
本发明专利技术属于机器人控制技术领域,具体涉及一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,包括以下步骤:步骤S1:机械臂的关节信息采集:步骤2:机械臂的动力学建模和软硬约束建模;步骤3:根据软硬约束边界生成兼容冲突信号,动态识别约束之间的执行关系;步骤4:基于兼容冲突信号,设定松弛修正裕度,以及相应的磨光修正参数;步骤5:给出机械臂的规划输出可行域,利用兼容冲突信号和障碍函数设计高增益控制器;步骤6:构造二次型Lyapunov函数,利用Lyapunov稳定理论,分析闭环系统的稳定性。本发明专利技术以实现低复杂度、高鲁棒性的多约束控制,为复杂工业应用中的机械臂系统提供更可靠的控制保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人控制,具体涉及一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法


技术介绍

1、近年来,机械臂作为替代人力劳动的重要工具,在现代工业领域中得到了广泛应用。然而,由于机械臂系统通常具有非线性、不确定性、多变量和强耦合等特性,难以通过第一性原理构建精确的动力学模型。同时,在控制过程中往往伴随多类约束,其中软约束和硬约束的重要性差异显著。一旦违反硬约束,可能导致系统性能严重退化,甚至引发故障或安全事故。因此,如何系统化地处理软硬约束问题,已成为近年来机械臂控制领域的重要研究方向。

2、针对机械臂输出受限问题,目前主流控制方法包括漏斗控制方法与预设性能控制等。其中,漏斗控制类方法由于其不依赖精确建模、结构清晰、鲁棒性强等优势,逐渐成为应对时变输出约束的有效手段。此类方法主要通过构造随时间递减的误差变换函数,限制输出误差在设定性能边界内演化,并保证闭环系统的稳定性与收敛性。漏斗控制方法最早用于处理具有已知相对度的非线性系统,后续发展出无需系统建模的approximation-free结构,进一步简化了控制器的设计与实现。预设性能控制方法则本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:所述步骤S2中,机械臂的动力学建模和软硬约束建模具体如下:

3.根据权利要求2所述的一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:所述步骤3中,根据软硬约束生成兼容冲突信号具体如下:

4.根据权利要求3所述的一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:所述步骤4中,兼容冲突信号的松弛修正和磨光修正具体如下:

5.根据权利要求4所述的一种基于兼容冲突信号的机械...

【技术特征摘要】

1.一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:所述步骤s2中,机械臂的动力学建模和软硬约束建模具体如下:

3.根据权利要求2所述的一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:所述步骤3中,根据软硬约束生成兼容冲突信号具体如下:

4.根据权利要求3所述的一种基于兼容冲突信号的机械臂软硬约束控制方法,其特征在于:所述步骤4中,兼容冲突信号的松弛修正和磨光修正具...

【专利技术属性】
技术研发人员:左凰张杰刘勇华林明鲁仁全苏春翌
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:

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