[发明专利]一种基于伪逆的冗余度机械臂高精度运动规划方法

摘要

本发明提供了一种基于伪逆的冗余度机械臂高精度运动规划方法，包括：根据机械臂运动规划的要求，通过引入机械臂末端位置误差及速度误差的反馈，设计伪逆类型的运动规划方案；采用高阶数值差分公式对其进行离散化处理，建立基于伪逆的高精度运动规划方案；下位机控制器根据方案的计算结果，驱动机械臂的各个关节使得机械臂有效准确地完成给定的末端规划任务。本发明结合误差反馈、伪逆和差分公式而设计的高精度运动规划方案，使得机械臂能够精准地完成给定的末端规划任务，对有效提高机械臂在工业实践中的运动规划精度具有重要意义。

主权项

1.一种基于伪逆的冗余度机械臂高精度运动规划方法，其特征在于，包括如下步骤：根据机械臂运动规划的要求，通过引入机械臂末端位置误差及速度误差的反馈，设计伪逆类型的运动规划方案；所设计的运动规划方案如下：其中，θ(t)表示机械臂关节角度，表示机械臂关节速度，表示机械臂关节加速度，t表示时间；J⁺(θ(t))表示机械臂的雅可比矩阵J(θ(t))的伪逆，表示J(θ(t))的时间导数；e(t)表示运动规划过程中的机械臂末端位置误差且定义为e(t)＝r_d(t)‑f(θ(t))，f(·)表示非线性映射函数，r_d(t)表示机械臂末端的期望轨迹；ε(t)表示运动规划过程中的机械臂末端速度误差且定义为表示r_d(t)的时间导数，表示的时间导数；α＞0和β＞0分别表示位置误差e(t)和速度误差ε(t)的反馈增益；采用高阶数值差分公式对上述运动规划方案进行离散化处理；所采用的高阶数值差分公式如下：其中，θ_k＝θ(t＝kδ)，k表示迭代次数且k＝4，5，…，δ表示采样间隔；利用上述差分公式来离散运动规划方案，建立基于伪逆的高精度运动规划方案；所建立的高精度运动规划方案如下：其中，e_k＝e(t＝kδ)，ε_k＝ε(t＝kδ)。