[发明专利]基于共直流母线节能优化的机械臂轨迹控制方法以及系统

说明书

本发明公开了基于共直流母线节能优化的机械臂轨迹控制方法以及系统，属于工业机器人技术领域。本发明的通过构建母线电容设计模型、轨迹规划模型对六轴机械臂关节电机运行过程中驱动系统需提供的能量数据进行处理，得到基于共直流母线电力电子拓扑特性的母线电容值；并根据母线电容值，获取基于共直流母线电力电子拓扑的六轴机械臂控制结构参数；再根据六轴机械臂控制结构参数，得到六轴机械臂的运动轨迹，进而本发明能将关节电机反馈的能量直接提供给需要加速的关节电机使用，降低六轴机械臂轨迹运行时的能量消耗，从而实现六轴机械臂轨迹规划控制的节能优化，方案科学、合理，切实可行。

技术领域

本发明涉及基于共直流母线节能优化的机械臂轨迹控制方法以及系统，属于工业机器人技术领域。

背景技术

中国专利(CN102983563B)提供一种共直流母线混合储能系统的协调控制方法，包括以下步骤：建立所述混合储能系统的拓扑结构；通过DC/DC变换器控制模式归一化模型协调控制不同类型储能系统；同种类型、不同容量储能系统的协调控制。本发明提供一种共直流母线混合储能系统的协调控制方法，通过对锂电池储能系统和超级电容储能系统的协调控制，实现不同类型储能系统的合理利用，从而提高系统的响应速度，延长能量型储能的使用寿命，提高整个系统的技术和经济性能。

上述方案通过采用共直流母线的方法可以有效地将反馈能量加以利用，减少能量的浪费，但上述方案没公开如何将共直流母线方法应用在六轴关节电机中，导致六轴关节电机共用直流母线和母线电容的方案无法实现，进而六轴关节电机无法有效地将反馈能量加以利用，减少能量的浪费。

进一步，工业机器人工作定位时常常用到轨迹规划控制，但现有技术缺乏一种科学、合理的轨迹规划策略，导致多轴关节无法有效联系起来，不能有效降低多轴关节消耗的能量。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的一在于提供一种通过构建母线电容设计模型、轨迹规划模型对六轴机械臂关节电机运行过程中驱动系统需提供的能量数据进行处理，得到基于共直流母线电力电子拓扑特性的母线电容值；并根据母线电容值，获取基于共直流母线电力电子拓扑的六轴机械臂控制结构参数；再根据六轴机械臂控制结构参数，得到六轴机械臂的运动轨迹，进而能将关节电机反馈的能量直接提供给需要加速的关节电机使用，降低六轴机械臂轨迹运行时的能量消耗，从而实现六轴机械臂轨迹规划控制的节能优化，方案科学、合理，切实可行的基于共直流母线节能优化的机械臂轨迹控制方法。

本发明的目的二在于提供一种通过设置数据获取模块、母线电容设计模块、参数获取模块、轨迹规划模块，对六轴机械臂关节电机运行过程中驱动系统需提供的能量数据进行处理，得到基于共直流母线电力电子拓扑特性的母线电容值；并根据母线电容值，获取基于共直流母线电力电子拓扑的六轴机械臂控制结构参数；再根据六轴机械臂控制结构参数，得到六轴机械臂的运动轨迹，进而能将关节电机反馈的能量直接提供给需要加速的关节电机使用，降低六轴机械臂轨迹运行时的能量消耗，方案科学、合理，切实可行的基于共直流母线节能优化的机械臂轨迹控制系统。

本发明的目的三在于提供一种能将关节电机反馈的能量直接提供给需要加速的关节电机使用，降低六轴机械臂轨迹运行时的能量消耗；同时基于多节点轨迹规划插补法的六轴机械臂节能优化轨迹控制策略，采用多节点轨迹规划插补法对传统的五次多项式轨迹规划进行节能优化轨迹控制，能够将多轴关节有效联系起来，方案详尽，切实可行，并能够进一步降低六轴机械臂轨迹运行时的能量消耗的基于共直流母线节能优化的机械臂轨迹控制方法以及系统。

为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

基于共直流母线节能优化的六轴机械臂轨迹规划控制方法，包括以下步骤：

第一步，获取六轴机械臂关节电机运行过程中驱动系统需提供的能量数据；

第二步，通过预先构建的母线电容设计模型，并基于共直流母线电力电子拓扑特性，对第一步中的能量数据进行处理，得到母线电容值；