[发明专利]一种工业机器人的自适应非光滑轨迹跟踪控制方法

摘要

本发明提供了一种具有自适应能力的实现较高工业机器人轨迹跟踪品质的控制方法，非光滑控制与自适应控制结合，系统设计了自适应非光滑轨迹跟踪控制控制器结构，将非光滑与自适应控制部分有机结合，以提高工业机器人轨迹跟踪控制品质。该方法对参数不确定性具有在线自适应能力，同时对外部扰动等模型不确定部分具有更强的抑制能力。

主权项

1.一种工业机器人的自适应非光滑轨迹跟踪控制方法，其特征在于，控制器在每个控制周期完成如下步骤：S1：由工业机器人的轨迹规划单元获取期望的轨迹信息，从工业机器人本体上的传感器获取当前各个关节的位置、速度及加速度信息，按下式计算得到e1、e2、zφ(e1)＝‑K1Sig(e1)αz＝e2‑φ(e1)其中q表示关节位置角度，表示关节速度，q_d表示期望的轨迹的关节位置，表示期望的轨迹的关节速度，K₁为正定对角矩阵；其中运算符号Sig(·)^α定义为：Sig(ξ)^α＝[|ξ|₁^αsign(ξ₁) … |ξ_n|^αsign(ξ_n)]^T，其中：ξ＝[ξ₁ … ξ_n]^T，sign(·)为符号函数：α为控制参数，0＜α＜1S2：根据工业机器人系统的预设名义参数，由计算得到控制器的非光滑控制部分,其中表示φ(e₁)的导数；其中M_o(q)为标称参数下的惯性矩阵、为哥氏力和向心力矩阵、G_o(q)为重力矢量，为期望的轨迹的关节加速度，K₂为正定对角矩阵；S3：根据与步骤S1的结果，其中：dσ表示时间的微分，t为当前时间，表示向量的第i个元素，得到参数不确定部分的估计值其中：为向量的投影算子，定义为：其中的分别为第i个待估计参数的上限和下限值，Φ为动力学模型的回归矩阵，根据本体结构推导得到；S4：再将回归矩阵Φ与参数不确定部分的估计值相乘，得到自适应补偿控制部分，即S5：将S2和S4得到的控制部分相加得到最终控制输出给工业机器人的力矩执行器即其中完成一个控制周期。