[发明专利]臂架末端位置控制方法及系统及包含该系统的工程机械

权利要求书

1.一种臂架末端位置控制方法，该臂架包含一个或多个关节，该方法包括：

接收用于操控所述臂架末端位置的操控机构所指示的方向及幅度；

接收所述臂架末端的实际速度及实际位置；

根据所述方向及幅度以及所述臂架末端的实际速度及实际位置，确定所述臂架末端的目标位置；以及

根据所述臂架末端的目标位置，反解出一组目标关节位置，该组目标关节位置包含所述臂架末端运行至所述目标位置时，所述臂架的所述一个或多个关节各自的目标关节位置；

针对所述臂架的所述一个或多个关节中的每一关节，执行以下操作以得出一组目标关节速度，其中该组目标关节速度包含所述臂架末端运行至所述目标位置时，所述臂架的所述一个或多个关节各自的目标关节速度：

确定该关节的实际关节位置及实际关节速度，以作为该关节的关节空间轨迹的起点的关节位置及关节速度；

根据该关节的实际关节位置及实际关节速度以及所述目标关节位置，确定所述臂架末端运行至所述目标关节位置时的目标关节速度，并将该目标关节速度及所述目标关节位置作为所述关节空间轨迹的终点的关节位置及关节速度；

控制所述臂架的驱动机构，以使得所述臂架的所述一个或多个关节满足各自的目标关节位置及目标关节速度。

2.根据权利要求1所述的臂架末端位置控制方法，其特征在于，所述确定所述臂架末端运行至所述目标位置时的目标关节速度包括：

根据所述关节的实际关节位置以及目标关节位置，确定所述关节在当前轨迹规划周期内的期望平均运动速度；以及

根据该期望平均运动速度及所述关节在当前轨迹规划周期开始时的实际关节速度，确定所述关节的所述目标关节速度。

3.根据权利要求2所述的臂架末端位置控制方法，其特征在于，所述目标关节速度被确定为：

w_end＝2w_avg-w_init，

w_avg＝(q_end–q_init)/T1,

其中，w_end为所述目标关节速度，w_avg为所述关节在当前轨迹规划周期内的期望平均运动速度，w_init为所述关节在当前轨迹规划周期开始时的实际关节速度，q_end及q_init分别所述关节的目标关节位置以及实际关节位置，T1为所述当前轨迹规划周期的长度。

4.根据权利要求1所述的臂架末端位置控制方法，其特征在于，该方法还包括在所述关节空间轨迹的所述起点与所述终点之间插补M-1个关节空间轨迹点，每一轨迹点涉及该轨迹点的关节位置及关节速度，其中所述M为大于或等于1的整数。

5.根据权利要求4所述的臂架末端位置控制方法，其特征在于，所述控制所述臂架的驱动机构包括：

根据所述关节的关节空间轨迹的所述插补点以及所述终点，生成M组指令，其中每组指令与一轨迹点相对应，该组指令包括所述驱动机构的行程及速度以及控制流经该驱动机构的液压油的流量及方向的比例阀的阀控量；

从所述M组指令中选取与当前指令更新周期相对应的指令，并根据该指令控制所述比例阀。

6.根据权利要求1所述的臂架末端位置控制方法，其特征在于，根据所述方向及幅度以及所述臂架末端的实际速度及实际位置确定所述臂架末端的目标位置包括：

根据所述方向及幅度以及所述臂架末端的实际速度及实际位置、以及加速度上限约束和/或速度上限约束，确定所述臂架末端在所述加速度上限约束和/或速度上限约束下的期望运动速度；

根据所述操控机构指示所述方向及幅度的持续时间，对所述期望运动速度进行积分，得出所述臂架末端的位移增量；以及

根据所述位移增量及所述臂架末端的所述实际位置，确定所述臂架末端的目标位置。