[发明专利]基于动态系统的机器人速度控制

摘要

本发明提供基于动态系统的机器人速度控制。机器人系统包括端部执行器和控制系统。控制系包括处理器、动态系统模块(DSM)和速度控制模块(VCM)。经由一种方法的执行，DSM经由流向量场处理输入，并输出控制速度命令。该输入可包括端部执行器的实际位置、期望位置、和示范参考路径。VCM接收端部执行器的实际速度和控制速度命令作为输入，并且传递电机转矩命令至端部执行器作为输出命令。控制系统采用预定的一组微分方程，以实时地生成所述端部执行器的运动轨迹，所述运动轨迹近似于示范的参考路径。控制系统还编程为响应于端部执行器的运动的扰动，经由VCM实时地适应或修改端部执行器的运动。

主权项

一种机器人系统，包括：端部执行器，和与所述端部执行器通讯的控制系统，包括：处理器；动态系统模块(DSM)，其经由流向量场处理一组输入，并且输出控制速度命令，其中该组输入包括所述端部执行器的实际位置、所述端部执行器的期望目标位置、和所述端部执行器的示范的参考路径；和速度控制模块(VCM)，其与所述动态系统模块通讯，其中所述速度控制模块接收所述端部执行器的实际速度和所述控制速度命令作为输入，并且生成电机转矩命令至所述端部执行器作为输出命令；其中所述控制系统采用预定的一组微分方程，以实时地生成所述端部执行器的运动轨迹，所述运动轨迹近似于示范的参考路径，并且其中所述控制系统编程为响应于所述端部执行器的运动的扰动，经由所述速度控制模块而实时地适应或修改所述端部执行器的运动，并且其中所述动态系统模块包括路径变换模块和路径混合模块，其中所述路径变换模块编程为变换流向量场的参考系，而所述路径混合模块将可调线性插值结合到微分方程中，以将从开始位置向前绘制的所述端部执行器的路径与从目标位置向后绘制的路径混合在一起。