[发明专利]机器人轨迹跟踪方法及装置

说明书

本发明提供了一种机器人轨迹跟踪方法及装置，该方法应用于双闭环滑模控制器，所述方法包括：基于快速幂次趋近律确定机器人的横轴位置跟踪控制律和纵轴位置跟踪控制律；根据所述横轴位置跟踪控制律和所述纵轴位置跟踪控制律确定机器人的线速度控制律；基于饱和函数指数趋近律确定机器人的姿态控制律；根据所述线速度控制律和所述姿态控制律对机器人轨迹进行跟踪。本发明提供的机器人轨迹跟踪方法及装置能够有效保障机器人闭环系统的稳定性。

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，更具体地说，是涉及一种机器人轨迹跟踪方法及装置。

背景技术

机器人的控制系统涉及到伺服驱动、运动控制、计算机软件等，机器人轨迹跟踪控制是指通过给定各关节的驱动力矩，使机器人的位置、速度等状态变量跟踪给定的理想轨迹，对于整个轨迹来说，都需要严格控制，是工业生产中应用最为广泛的控制方式。但是由于机器人系统是一个复杂的多输入多输出的非线性系统，具有时变、强耦合和非线性的动力学特性，因此，轨迹跟踪控制十分复杂与困难。研究机器人轨迹跟踪控制以及提高轨迹跟踪控制的精度对机器人技术有着重要的意义。

现有技术中，当机器人检测到目标位置改变后，采用先转后走的控制策略，即先控制机器人转向使机器人与目标方向一致，然后控制机器人快速跟踪目标轨迹。外环控制器通过调整机器人的线速度使之快速跟随目标，其在目标已经完成转向之后进行。故在位置控制器中假定机器人的方向与目标方向一致。然而在实际跟踪的初始阶段机器人的方向无法做到与目标方向一致造成闭环系统不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人轨迹跟踪方法及装置，以解决现有技术中存在的机器人闭环系统不稳定的技术问题。

本发明实施例的第一方面，提供了一种机器人轨迹跟踪方法，包括：

基于快速幂次趋近律确定机器人的横轴位置跟踪控制律和纵轴位置跟踪控制律；

根据所述横轴位置跟踪控制律和所述纵轴位置跟踪控制律确定机器人的线速度控制律；

基于饱和函数指数趋近律确定机器人的姿态控制律；

根据所述线速度控制律和所述姿态控制律对机器人轨迹进行跟踪。

本发明实施例的第二方面，提供了一种机器人轨迹跟踪装置，包括：

横纵轴控制律确定模块，用于基于快速幂次趋近律确定机器人的横轴位置跟踪控制律和纵轴位置跟踪控制律；

线速度控制律确定模块，用于根据所述横轴位置跟踪控制律和所述纵轴位置跟踪控制律确定机器人的线速度控制律；

姿态控制律确定模块，用于基于饱和函数指数趋近律确定机器人的姿态控制律；

轨迹跟踪模块，用于根据所述线速度控制律和所述姿态控制律对机器人轨迹进行跟踪。

本发明实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的机器人轨迹跟踪方法的步骤。

本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的机器人轨迹跟踪方法的步骤。

本发明提供的机器人轨迹跟踪方法及装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的机器人轨迹跟踪方法及装置在进行线速度控制时，采用快速幂次趋近律解决了使用传统幂次趋近律的跟踪速度问题以及指数趋近律的抖振问题；在进行方向角度控制时，采用基于饱和函数的指数趋近律，保证传统指数趋近律趋近速度的同时降低了抖振。无论是线速度控制还是方向控制均有效地保障了机器人闭环系统的稳定性。

附图说明