[发明专利]一种针对机器人的耦合前馈控制方法

权利要求书

1.一种针对机器人的耦合前馈控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)将机器人各关节电机分别与一个伺服驱动器相连并且将每一个伺服驱动器分别与各关节电机的前馈控制器和反馈控制器以及耦合前馈控制器相连，所述的反馈控制器采用PID控制器，前馈控制器采用速度、加速度前馈控制器；

所述的前馈控制器根据与被控关节相连的电机期望位置值计算得到每个电机的前馈控制指令；

所述的反馈控制器根据与被控关节相连的电机输出的电机的实际位置值得到每个电机的反馈控制指令；

所述的耦合前馈控制器读取与被控关节相连以外的其他关节相连的电机期望位置θ_di，i＝1,2,…,n且i≠j，并根据下式计算得到耦合前馈控制指令；

针对共有n个驱动关节的机器人，当被控关节为关节j时，对关节i电机期望转角分别作一阶、二阶微分并将一阶微分乘以对应速度前馈增益、二阶微分乘以对应加速度前馈增益，二者求和得到关节i对关节j的耦合前馈补偿指令，则其他n-1个关节对关节j的耦合前馈补偿为：

式中，i≠j i≤n,a_ij与b_ij分别表示关节i作用于关节j的加速度前馈增益与速度前馈增益，与分别表示关节i电机的期望角加速度与期望角速度；

(b)将所述的前馈控制指令、反馈控制指令以及耦合前馈控制指令求和通过与被控关节相连的伺服驱动器输出给电机。

2.根据权利要求1所述的针对机器人的耦合前馈控制方法，其特征在于：电机期望角速度和角加速度值的计算方法为：根据各关节电机插补运算后的插补点队列建立缓存队列，采用中心差分法计算各关节电机在每个插补点的期望角速度和角加速度，并存储于全局变量寄存器中以供高速读写。