[发明专利]并联机器人的建模方法、建模系统、控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种并联机器人控制方法，其特征在于，所述并联机器人包括2自由度冗余驱动并联机器人，其由3个子系统组成，每个所述子系统的一端分别通过第一旋转关节各自固定在基座上，3个基座上的所述第一旋转关节由3个电机提供驱动力矩，而每个所述子系统的另一端通过第二旋转关节连接在一起，并且在该连接处固定有末端执行器，所述控制方法包括：

将并联机器人分割成三个独立的无约束子系统；

获取每个所述无约束子系统的无约束子系统模型；

将全部的所述无约束子系统的无约束子系统模型联立以形成所述并联机器人的无约束系统模型；

将基座约束和末端执行器约束转换为二阶Piffian标准微分形式引入，以获取满足给所述基座约束和末端执行器约束的约束力解析数据；以及

同时将所述基座约束和末端执行器约束的约束力解析数据附加到所述无约束系统模型中，以获取所述并联机器人的动力学模型；

将所述并联机器人的动力学模型视为无约束系统，将期望轨迹抽象成虚拟约束，将所述虚拟约束转换为二阶Piffian标准微分形式引入，以获取所述并联机器人满足所述虚拟约束所需要的驱动力或力矩；

根据所述驱动力或力矩对所述并联机器人的轨迹进行跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的并联机器人控制方法，其特征在于，利用拉格朗日法获取每个所述无约束子系统的无约束子系统模型。

3.根据权利要求1所述的并联机器人控制方法，其特征在于，利用牛顿-欧拉法获取每个所述无约束子系统的无约束子系统模型。

4.根据权利要求1所述的并联机器人控制方法，其特征在于，所述期望轨迹包括期望位置轨迹和期望速度轨迹。

5.一种并联机器人控制系统，其特征在于，所述并联机器人包括2自由度冗余驱动并联机器人，其由3个子系统组成，每个所述子系统的一端分别通过第一旋转关节各自固定在基座上，3个基座上的所述第一旋转关节由3个电机提供驱动力矩，而每个所述子系统的另一端通过第二旋转关节连接在一起，并且在该连接处固定有末端执行器，所述控制系统包括：

无约束系统模型建立单元，用于建立并联机器人的无约束系统模型；

约束力解析数据获取单元，用于将基座约束和末端执行器约束转换为二阶Piffian标准微分形式引入，以获取满足给所述基座约束和末端执行器约束的约束力解析数据；

动力学模型获取单元，用于同时将所述基座约束和末端执行器约束的约束力解析数据附加到所述无约束系统模型中，以获取所述并联机器人的动力学模型；

驱动力或力矩获取单元，用于将所述并联机器人的动力学模型视为无约束系统，将期望轨迹抽象成虚拟约束，并将所述虚拟约束转换为二阶Piffian标准微分形式引入，以获取所述并联机器人满足所述虚拟约束所需要的驱动力或力矩；

轨迹跟踪控制单元，用于根据所述驱动力或力矩对所述并联机器人的轨迹进行跟踪控制。