[发明专利]一种控制机械手运动的方法、装置及系统

权利要求书

1.一种控制机械手运动的方法，其特征在于，包括：

接收输入的机械手的跟踪信号；

通过加入鲁棒算法的滑模控制器将所述跟踪信号加载到所述机械手，并对所述机械手进行速度和位置误差的调整；

通过加入自适应算法的反馈处理，自动调整所述机械手运动的参数和边界条件，使得所述机械手的运动轨迹达到预设条件；

输出所述机械手的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过加入有鲁棒算法的滑模控制器将所述跟踪信号加载到所述机械手，并对所述机械手进行速度和位置误差的调整包括：

加入鲁棒算法的所述滑模控制器对所述机械手的控制率为其中，在未加入鲁棒算法之前，所述机械手的二自由度运动学方程为：-Wsgn(s)为鲁棒项，q_r为中间变量，q为所述机械手的运动位移，为所述机械手的速度，为所述机械手的加速度，s为所述机械手运动的平面，D(q)为惯量矩阵，为离心力和哥氏力，G(q)为重力项，τ＝[τ₁ τ₂]^T为输入的驱动力矩向量，分别为D(q)、G(q)的估计值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过加入自适应算法的反馈处理，自动调整所述机械手运动的参数和边界条件包括：

在加入鲁棒算法的基础上加入自适应算法，对所述机械手的控制率为

其中，-K_Es为自适应项。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输出所述机械手的运动轨迹包括：

所述机械手在所述跟踪信号所在的平面上运动，且机械手运动所在平面的滑模函数为其中，为q的跟踪误差值，Λ＝diag(λ₁,λ₂)为常数项，λ_i＞0，i＝1,2。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在输出所述机械手的运动轨迹之后还包括：

对所述机械手的运动轨迹进行检测，判断所述机械手的运动轨迹是否与理想的运动轨迹重合。

6.一种控制机械手运动的装置，其特征在于，包括：

接收信号模块，用于接收输入的机械手的跟踪信号；

鲁棒算法模块，用于通过加入有鲁棒算法的滑模控制器将所述跟踪信号加载到所述机械手，并对机械手进行速度和位置误差的调整；

自适应算法模块，用于通过加入自适应算法的反馈处理，自动调整机械手运动的参数和边界条件，使得所述机械手的运动轨迹达到预设条件；

输出模块，用于输出所述机械手的运动轨迹。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述鲁棒算法模块用于加入鲁棒算法的滑模控制器对所述机械手的控制率为其中，在未加入鲁棒算法之前，机械手的二自由度运动学方程为：-Wsgn(s)为鲁棒项，q_r为中间变量，q为所述机械手的运动位移，为所述机械手的速度，为所述机械手的加速度，s为所述机械手的滑模面，D(q)为惯量矩阵，为离心力和哥氏力，G(q)为重力项，τ＝[τ₁ τ₂]^T为输入的驱动力矩向量，分别为D(q)、G(q)的估计值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述自适应算法模块用于在加入鲁棒算法的基础上加入自适应算法，对所述机械手的控制率为其中-K_Es为自适应项。

9.根据权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，还包括检测模块，用于在输出所述机械手的运动轨迹之后，对所述机械手的运动轨迹进行检测，判断所述机械手的运动轨迹是否与理想的运动轨迹重合。

10.一种控制机械手运动的系统，其特征在于，包括：滑模控制器和机械手；

其中，所述滑模控制器和所述机械手相连接，用于接收输入的机械手的跟踪信号；通过加入有鲁棒算法的滑模控制器将所述跟踪信号加载到所述机械手，并对所述机械手进行速度和位置误差的调整；通过加入自适应算法的反馈处理，自动调整所述机械手运动的参数和边界条件，使得所述机械手的运动轨迹达到预设条件；输出所述机械手的运动轨迹。