[发明专利]一种机器人末端路径轮廓误差控制方法

权利要求书

1.一种机器人末端路径轮廓误差控制方法，所述机器人包括：末端执行机构和用于控制所述末端执行机构的控制模块，所述控制模块内设有用于控制所述末端执行机构的伺服控制单元，所述伺服控制单元的输入端接收启动信号并输出控制信号至所述末端执行机构，以驱动所述末端执行机构运动；所述控制模块内还包括与所述伺服控制单元相连的外部运算模块，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

S10、获取初始信号；

S20、将所述初始信号输入所述外部运算模块，得到所述末端执行机构的预设轨迹；

S30、构建等效预测模型；频域下，所述等效预测模型如下所示：

其中，k_pp为位置环比例系数，k_sp为速度环比例系数，k_si为速度环积分系数，K_f为推力常数，m为直线电机质量，B为电机粘滞摩擦系数，s代表复变量；

S40、将所述预设轨迹输入所述等效预测模型，得到等效预测轨迹；

S50、求解所述预设轨迹与所述等效预测轨迹的差值，得到预设跟随误差轨迹；

S60、叠加所述预设轨迹和所述预设跟随误差轨迹，得到第一轨迹；

S70、将所述第一轨迹作为所述启动信号，输入至所述伺服控制单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的机器人末端路径轮廓误差控制方法，其特征在于：所述机器人为XY轴双轴机器人，包括对应X轴的第一末端执行机构和对应Y轴的第二末端执行机构，所述第一末端执行机构和所述第二末端执行机构之间存在耦合关系，所述控制方法包括如下步骤：

分别获取所述第一末端执行机构的第一初始信号和所述第二末端执行结构的第二初始信号；

执行步骤S20，得到所述第一末端执行机构的第一预设轨迹和所述第二末端执行机构的第二预设轨迹；

将所述第一预设轨迹作为所述启动信号输入至所述第一末端执行机构的所述伺服控制单元获得第一输出轨迹；将所述第二预设轨迹作为所述启动信号输入至所述第二末端执行机构的所述伺服控制单元获得第二输出轨迹；

求解所述第一预设轨迹与所述第一输出轨迹的差值，得到第一输出误差轨迹；求解所述第二预设轨迹与所述第二输出轨迹的差值，得到第二输出误差轨迹；

以所述第一输出误差轨迹和所述第二输出误差轨迹构建与所述末端路径轮廓误差相关的相关性函数，得到与所述第一输出误差轨迹相应的第一相关系数和与所述第二输出误差轨迹相应的第二相关系数；

执行步骤S30-S50，得到所述第一末端执行机构的第一预设跟随误差轨迹和所述第二末端执行机构的第二预设跟随误差轨迹；

判断所述第一相关系数与所述第二相关系数的大小，当所述第一相关系数大于所述第二相关系数时，构建与所述第一末端执行机构相关的第一增益，所述第一增益为所述第一预设跟随误差轨迹与预设增益之和；构建与第二末端执行机构相关的第二增益，所述第二增益为所述第二预设跟随误差轨迹与所述预设增益之差；

当所述第一相关系数小于所述第二相关系数时，构建与第一末端执行机构相关的所述第一增益，所述第一增益为所述第一预设跟随误差轨迹与所述预设增益之差；构建与所述第二末端执行机构相关的所述第二增益，所述第二增益为所述第二预设跟随误差轨迹与所述预设增益之和；

叠加所述第一增益和所述第一预设轨迹，得到第二轨迹；

叠加所述第二增益和所述第二预设轨迹，得到第三轨迹；

将所述第二轨迹作为所述启动信号，输入至第一末端执行机构的所述伺服控制单元的输入端；将所述第三轨迹作为所述启动信号，输入至第二末端执行机构的所述伺服控制单元的输入端。

3.根据权利要求1所述的机器人末端路径轮廓误差控制方法，其特征在于，获取初始信号的步骤为：

获取所述末端执行机构的振动频率；

构建用于消除所述振动频率的卷积函数，得到卷积增益；

获取原始信号；

计算所述原始信号与所述卷积增益之积，得到所述初始信号。