[发明专利]一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法及装置

权利要求书

1.一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，包括步骤：

S1.获取预先建立的机械臂振动前馈控制器的第一振动控制量；

S2.获取传感器采集的当前机械臂的振动信号，结合预设的振动信号期望值输入至预先建立的机械臂振动反馈补偿控制器，获得第二振动控制量；

S3.对所述第一振动控制量与所述第二振动控制量，采用加权算法进行计算，得到机械臂振动补偿后的振动控制量。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，所述机械臂振动前馈控制器的建立具体包括步骤:

S11.确定所述前馈控制器所包含的脉冲个数N；

S12.根据前馈控制器中的脉冲个数得到所述前馈控制器的时域表达式，即：

其中，A_i是第i个脉冲序列的幅值，t_i是时滞时间；

S13.根据控制性能最优原则，建立关于系统误差e、振动控制量u及超调量M的适应度函数Q，即：

其中，w₁和w₂为权值，为惩罚系数；

S14.在给定的约束条件下：A₁+A₂＝1、t₂≤T，对所述适应度函数Q进行算法计算，得到所述适应度函数Q的最优解A_i、t_i，i＝1,2,...,N，即第一振动控制量；

将所述最优解A_i、t_i带入所述前馈控制器的时域表达式中，完成前馈控制器的建立。

3.根据权利要求2所述的一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，采用输入整形算法构建机械臂的振动前馈控制器的时域表达式；采用在线信号采集离线寻优的方式，采用量子粒子群算法计算所述适应度函数Q的最优参数解。

4.根据权利要求3所述的一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，所述在线信号采集离线寻优的方式，采用量子粒子群算法计算所述适应度函数Q的最优参数解，具体包括步骤：

给定预设输入信号输入至所述前馈控制器，得到输出振动信号；

将所述振动信号作为所述量子粒子群算法的输入量，得到适应度函数Q的最优参数解。

5.根据权利要求3所述的一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，所述机械臂振动反馈补偿控制器的建立，具体包括步骤：

S21.构建包括前件网络和后件网络的层级结构的模糊神经网络模型，并分别给出所述前件网络和后件网络的输入和输出；

S22.确定后件网络中的连接权值和前件网络中隶属函数的宽度和中心值。

6.根据权利要求5所述的一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，采用高斯函数作为所述前件网络中的隶属函数；选择乘积模糊推理方法，计算每条匹配模糊规则的适应度Z。

7.根据权利要求1所述的一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法，其特征在于，所述对所述第一振动控制量与所述第二振动控制量，采用加权算法进行计算，得到机械臂振动补偿后的振动控制量的具体计算公式为：

u＝β₁u_f+β₂u_b

其中，u为机械臂振动补偿后的振动控制量；u_f为第一振动控制量；u_b为第二振动控制量；β₁、β₂分别为u_f、u_b的加权系数。