[发明专利]一种基于递阶结构MPC的多自由度柔性关节机械臂系统的控制方法有效
| 申请号： | 201910036138.X | 申请日： | 2019-01-15 |
| 公开（公告）号： | CN109648564B | 公开（公告）日： | 2021-07-06 |
| 发明（设计）人： | 黄向慧;倪琪;潘红光;米文毓;黄心怡;苏涛;温帆 | 申请（专利权）人： | 西安科技大学 |
| 主分类号： | B25J9/16 | 分类号： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 西安智大知识产权代理事务所 61215 | 代理人： | 段俊涛 |
| 地址： | 710055*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 一种基于递阶结构MPC的多自由度柔性关节机械臂系统的控制方法，假设连接在电机转子与连杆之间的弹簧弹性系数为柔性关节的刚度系数，即关节无减速装置，建立柔性关节机械臂的动力学模型；在逆运动学中加入轨迹规划构成笛卡尔控制器，将动力学部分与运动学部分相互联系，使得机械臂能够稳定运行笛卡尔控制器所设计的目标轨迹；在PD控制器的基础上，设计一种递阶结构的控制器，将上层预测控制器进行多变量控制，得到每一个关节运动PD控制器的设定值，再送入下层PD控制器进行实现；在整体结构下，基于递阶结构的控制器，实现多自由度柔性关节机械臂系统的控制，本发明实现了对被控对象施以实时滚动的最优控制，能很好地克服模型不精确带来的误差。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 基于 结构 mpc 自由度 柔性 关节 机械 系统 控制 方法 | ||
【主权项】：
1.一种基于递阶结构MPC的多自由度柔性关节机械臂系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、假设连接在电机转子与连杆之间的弹簧弹性系数为柔性关节的刚度系数，即关节无减速装置，建立柔性关节机械臂的动力学模型；步骤二、设计整体结构：首先在逆运动学中加入轨迹规划，构成笛卡尔控制器，其次将动力学部分与运动学部分相互联系，使得机械臂能够稳定运行笛卡尔控制器所设计的目标轨迹；步骤三、控制器设计：在PD控制器的基础上，设计一种递阶结构的控制器，将上层预测控制器进行多变量控制，得到每一个关节运动PD控制器的设定值，再送入下层PD控制器进行实现；步骤四、在所述整体结构下，基于所述递阶结构的控制器，实现多自由度柔性关节机械臂系统的控制。
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