[发明专利]考虑误差约束的打磨机器人力/位混合控制方法及系统

权利要求书

1.考虑误差约束的打磨机器人力/位混合控制方法，其特征是，包括：

建立打磨机器人末端执行器与环境间的接触力的模型；

基于上述模型获得环境与机器人末端执行器之间的实际接触力，根据实际接触力与目标接触力之间的误差，利用力控制器来调整力控方向上的目标位置，使实际接触力能够跟踪目标接触力；

所述接触力的模型，具体为：

f(t)＝k_s[x_tf(t)-x_e]+d(t),

其中，t表示时间，变量后面(t)表示该变量为关于时间t的函数，f(t)表示实际接触力，k_s是环境刚度，x_tf(t)为力控方向上的机器人末端执行器位置，x_e代表环境位置，d(t)为未知扰动等未建模动态；

基于实际生产中无法得到环境刚度的精确值，定义k_s＝k+Δk，k是k_s的标称值，Δk是未知的差值，则接触力的模型整理为

其中，b(t)表示模型的未知部分；

根据实际接触力与目标接触力之间的误差，构建力控制器，力控制器为：

其中，t表示时间，变量后面(t)表示该变量为关于时间t的函数，为简明起见，略去一些变量后面的(t)，sgn为符号函数，k为环境刚度的标称值，e是力跟踪误差，是e关于时间的一阶导数，f_d表示目标接触力，是f_d关于时间的一阶导数，α∈R⁺表示实际工业应用中力跟踪误差的预设界限，k₀,k₁均是正的控制增益，η是一个正的增益，此外，k₁需要满足其中σ是一个正的上界常数。

2.如权利要求1所述的考虑误差约束的打磨机器人力/位混合控制方法，其特征是，获得力控方向上的目标位置后，通过设置选择矩阵，将位置控制子空间的目标轨迹与力控子空间中的目标位置相结合，得到力/位混合目标轨迹。

3.如权利要求1所述的考虑误差约束的打磨机器人力/位混合控制方法，其特征是，将力/位混合目标轨迹发送至打磨机器人，打磨机器人通过逆运动学得到目标关节角，而后通过打磨机器人内部封装的高精度伺服驱动器驱动关节到达目标角度，从而实现位置控制，再根据当前关节角，通过机器人正运动学，得到当前机器人末端执行器的实际轨迹和在力控方向上的位置。