[发明专利]一种高速并联机器人的模糊耦合控制方法

权利要求书

1.一种高速并联机器人的模糊耦合控制方法，其特征在于：以并联机器人驱动关节伺服系统为被控对象，在采用模糊PID控制的基础上，通过对其他关节的速度及加速度进行阈值判断，调用修正算法修正模糊PID控制的输出值，考虑关节间的耦合效应，实时调节控制器参数；包括以下步骤；

S1、模糊调节PID控制器参数；

在关节控制系统上，以误差e和误差变化率e_c作为模糊控制器的输入量，输入量经过模糊化与模糊推理之后得出模糊控制器的输出，即ΔK_Pi0、ΔK_Di0、ΔK_Ii0(i＝1,2,3,4代表并联机构各驱动关节)，分别表示机器人第i个驱动关节PID控制器的比例(P)、微分(D)、积分(I)参数的模糊调整量初值；

S2、调整量修正算法；

设定四自由度高速并联机器人各关节速度加速度的门限值与即当关节速度与加速度超过所设定的门限值时，需要在控制器参数调整时考虑耦合作用产生的扰动，以提高系统的抗干扰能力(j＝1,2,3,4代表除被控关节以外的其他关节)；

实时采集各关节速度加速度并与二者的门限值与比较，当满足或时，设模糊调整量的修正值η_ci为否则模糊调整量的修正值为0，控制器参数的模糊调整量可由下式确定

ΔK_Pi＝ΔK_Pi0+η_ci，ΔK_Di＝ΔK_Di0-η_ci，ΔK_Ii＝ΔK_Ii0+η_ci

式中，ΔK_Pi0、ΔK_Di0、ΔK_Ii0分别表示模糊控制器输出的PID参数调整量初值。

2.根据权利要求1所述的一种高速并联机器人的模糊耦合控制方法，其特征在于：在步骤S2中，针对第i个驱动关节的控制器参数，判断当满足时，不修正模糊调整量；当满足或时，则采用下式确定模糊调整量的修正值，

式中，η_ci表示模糊调整量的修正值，n表示高速并联机器人驱动关节数量，i表示被控关节，j表示除被控关节以外的其他关节；α表示修正因子，用于调整PID三个参数时，分别取

最后，利用上式得到的η_ci修正模糊调整量，即

ΔK_Pi＝ΔK_Pi0+η_ci，ΔK_Di＝ΔK_Di0-η_ci。

3.根据权利要求1所述的一种高速并联机器人的模糊耦合控制方法，其特征在于：在步骤S1中，以各关节控制系统实时采集的跟随误差e和跟随误差变化率e_c作为模糊控制器的输入量，得出模糊调整量ΔK_Pi0、ΔK_Di0、ΔK_Ii0，各关节速度加速度通过阈值判断调用步骤S2的修正算法，执行修正算法得出最终的模糊调整量，最终计算更新伺服控制算法中的控制器参数,θ_ai作为最终实际角度输出。

4.根据权利要求2所述的一种高速并联机器人的模糊耦合控制方法，其特征在于：跟随误差e、误差变化率ec、模糊调整量ΔK_Pi0、ΔK_Di0、ΔK_Ii0、各关节速度加速度的门限值与均定义为全局变量。