[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

说明书

本发明实施例公开了一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法及装置，包括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；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；对第一振动控制量与第二振动控制量采用加权算法计算，得到机械臂振动补偿后的振动控制量。采用机械臂振动前馈控制器，通过对控制器参数进行自动调整，提升了前馈控制器的自适应能力与响应速度；对机械臂振动进行反馈补偿，保证了在系统参数变化和外界干扰下的鲁棒性与适应性，并且该控制方法具备一定的学习能力，能够在不构建对象模型情况下以解决复杂问题。

技术领域

本发明实施例涉及机械臂振动技术领域，具体涉及一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法及装置。

背景技术

随着工业技术的快速发展，工业机器人被用在各种不同的领域中，不仅在重工业中起到重要作用，在一些轻工业及精细生产行业中也承担着不可或缺的角色，这也就要求工业机器人有着较高的可靠性与稳定性，即在完成指定任务的同时，能够保证产生的结果能达到基本指标。在工业机器人进行工作时，主要是通过其机器臂根据相关指令执行指定操作来完成任务，因此，机器人完成任务的效果主要取决于对机械臂工作状态的控制。

对机械臂振动的控制是影响机器人能否稳定及精确完成任务的重要因素。目前，针对机械臂的振动抑制方法主要包括基于关节电机和智能材料的两种主动控制方法，由于基于关节电机的控制方法更易实现，实际效果更佳，更多的研究人员选择基于该方法进行研究。基于电机驱动的振动控制技术可以分为基于输入整形的开环控制和基于系统状态反馈状态的闭环控制两类，运用到的算法控制技术包括经典控制算法、自适应控制、滑模控制、智能控制及最优控制等几类算法。

然而现有技术中，机械臂由自身特性或外力干扰的情况下易产生振动，机械臂在执行任务时的稳定性、精确度得不到保证，物理损耗较大。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于混合控制的机械臂振动补偿方法及装置，以解决现有技术中由于机械臂由自身特性或外力干扰的情况下易产生振动而导致的机械臂在执行任务时的稳定性、精确度得不到保证，物理损耗较大的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面提供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.获取当前的机械臂的振动控制量，输入至预先建立的机械臂振动前馈控制器，获得第一振动控制量；

S2.获取传感器采集的当前机械臂的振动控制量，结合预设的振动控制量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。

进一步地，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，所述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；