[发明专利]网络化机器人协同控制方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种网络化机器人协同控制方法，其特征在于，所述网络化机器人协同控制方法包括以下步骤：

根据机器人动力学，建立带有未知扰动项的2自由度欧拉拉格朗日机器人的动力学方程；

根据图论的知识，建立各机器臂之间的通迅有向拓扑图，所述通讯有向拓扑图用于描述机器臂之间的信息交互；

根据机械臂自身的物理结构和生产的外部环境限制条件，设计约束条件及相应的约束函数；

定义机械臂单个关节的约束下界q_il(t)与约束上界q_iu(t)，满足以下关系式：

q_il(t)＜q_i(t)＜q_iu(t),i＝1,...,n

定义关节的实际量q_i(t)与估计量之间的误差为其表达式为：

满足下式：

通过设计一类衰减函数使得误差值在设计好的约束范围内，因而使得关节的移动量在设定好的约束上下界之内，衰减函数ζ(t)如下：

ζ(t)＝(ζ₀-ζ_∞)e^-ωt+ζ_∞

其中，ζ₀表示衰减的初值，需要大于所有关节变量的初值，ζ_∞表示衰减的终值，满足0＜ζ_∞＜1，e^-ωt表示衰减率，其中ω＞0为预定的常数，所述衰减函数满足从衰减的初值ζ₀指数递减至衰减的终值ζ_∞；

根据所述衰减函数的形式，分别设定对于位置和速度两个状态量的约束函数ζ₁(t)和ζ₂(t)：

其中，ζ₁₀、ζ₂₀表示衰减的初值，需要大于所有关节变量的初值，ζ_1∞、ζ_2∞表示衰减的终值，满足0＜ζ_1∞＜1,0＜ζ_2∞＜1，表示衰减率，其中ω₁＞0,ω₂＞0为预定的常数，所述衰减函数满足从衰减的初值ζ₁₀、ζ₂₀指数递减至衰减的终值ζ_1∞、ζ_2∞；

根据位置的衰减函数得到误差的上界ρ_iu与下界ρ_il，表达式为：

根据所述动力学方程和所述通讯有向拓扑图，建立状态约束下网络化欧拉拉格朗日机器人的协同控制算法，所述协同控制算法包括：估计层的控制算法和本地控制层的控制算法；

根据所述估计层的控制算法，实现各机器人之间的通讯需要以及实时得到目标机械臂的轨迹；

根据所述本地控制层的控制算法，通过控制器输入使机器臂的各关节跟踪到所述估计层估计出的关节位置并使各关节在约束条件内。

2.根据权利要求1所述的网络化机器人协同控制方法，其特征在于，所述动力学方程的表达式为：

其中，i∈{1,2,…,8}表示机器人的序号，M_i(q_i)表示正定质量矩阵，表示科里奥利矩阵和离心项，g_i(q_i)表示引力矩阵，d_i(t)表示输入扰动；τ_i表示控制输入，q_i、和分别表示关节空间中的位置、速度和加速度。