[发明专利]基于PD控制器的六自由度机械臂自适应智能检测方法

摘要

本发明公开了一种基于PD控制器的六自由度机械臂自适应智能检测方法，通过高精度激光跟踪仪对待测试件进行空间位置坐标静态标定或者动态跟踪，获得高精度的空间位姿点，再通过将运动学和动力学结合的建模、仿真方法，在运动学过程中，通过给出的位姿点巧妙的逆解出关节角，在动力学中，通过设计PD控制器，精确的进行路径跟踪闭环控制，使整个系统结合高精度激光跟踪仪和六自由度机械臂,实现对物体的精确定位和智能化自适应检测,更符合实际工业的需求。

主权项

一种基于PD控制器的六自由度机械臂自适应智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、激光跟踪仪返回被测试样件的空间位姿初始点pi和下一个位姿点pw，其中，i＝1,N,2N,…,KN，K、N均为常数，w＝N，2N，…，(K+1)N；(2)、利用插值法在初始点pi和下一个位姿点pw之间插入N‑2个过渡位姿点pj使运动轨迹平滑，其中，j＝CN+1,CN+2,…,CN+N‑2，C为常数；(3)、根据逆运动学代数法将初始点pi和下一个位姿点pj的位姿信息按照一定的顺序反解成各个关节的期望关节角i'＝1,2,3,4,5,6，表示六自由度，并将期望关节角传输给控制器；(4)、利用PD控制器对期望期望关节角进行跟踪控制，并将控制力矩传输给六自由度机械臂动力学模型，由动力学模型输出机械臂实际转动关节角θi'；(5)、判断期望关节角和实际转动关节角θi'之差的范数是否不大于阈值ε，如果||θ‑θ*||≤ε，则进入步骤(6)；否则将期望关节角和实际转动关节角θi'之差输入给PD控制器，作为闭环反馈控制，直至满足||θ‑θ*||≤ε时，再进入步骤(6)；(6)、判断当前过渡位姿点pj所处位置，如果j＜w，则将pj点作为空间位姿初始点，pj+1点作为下一个位姿点，再返回步骤(3)，直到j＝w‑1；如果j＝w，则将期望关节角通过正运动学计算出新的空间位姿点，并反馈给激光跟踪仪作为新的空间位姿初始点，同时由激光追踪仪返回出检测的下一个位姿点pw，w＝2N,3N,…,(K+1)N，再返回步骤(2)，直至检测到第p(K+1)N点时结束，完成被测试样件的检测。