一种用于并联机器人的自适应控制器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于二自由度平面并联机器人的非线性自适应控制器。利用控制Lyapunov方法，实现了并联机器人任务空间的自适应控制问题。由于充分考虑了惯性矩阵中参数的特点，在设计中不再采取模型的不确定参数线性化的变换，控制律及自适应律的设计也因部分未知参数不需要被估计变得较为简单。该方法能够保证系统的终端位置及速度的全局渐近稳定。
【专利说明】—种用于并联机器人的自适应控制器
【技术领域】
[0001]本发明属于机器人控制控制【技术领域】，涉及一种并联机器人的自适应控制器的设计方法。
【背景技术】
[0002]并联机器人是由多条独立的运动链连接末端执行器和固定系统而形成的多闭环机构。它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好等一系列优点，成为一个潜在的高速高精度的运动平台。但由于并联机器人动力学模型复杂，且存在着强非线性耦合，因此并联机器人动力学建模、控制策略研究及其系统仿真是并联机器人研究的最具挑战性的领域之一，也是研究的难点之一。
[0003]对于并联机器人的控制可以分为关节空间控制及任务空间控制。关节空间控制一般假定并联机器人各个关节是独立无耦合的。基于这个假设，一个较为复杂的具有多运动链的并联机器人系统就可以被分解为若干个独立的单输入单输出系统，从而设计每个单输入单输出子系统的控制器，就可以完成整个并联机器人系统的控制器设计。但由于并联机器人是一个非线性、强耦合系统，关节空间控制在高度轨迹跟踪时效果较差。任务空间考虑了机器人的动力学特性，所以非线性动态可以得到很好的补偿，在高速跟踪时控制效果较好。
[0004]在建立机器人的动态模型时，系统的动态参数很难准确确定，因此，设计自适应控制器对提高控制精度有着很大的意义。在机器人控制系统中，自适应控制方法己经得到了较为广泛的应用。但是，由于并联机器人动力学模型的复杂性，目前有关并联机器人自适应控制的研究还很少，并且大多数是建立在关节空间。
[0005]因此设计一种合理的用于并联机器人的自适应控制器，尤其是在任务空间的自适应控制器具有重要的应用价值。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，设计一种用于并联机器人的自适应控制器，解决在参数估计不准确的条件下的并联机器人的控制问题。
[0007]本发明主要包括以下内容:
[0008](I)并联机器人动态模型的建立；
[0009](2)自适应控制器的设计；
[0010](3)控制器参数的选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1机器人任务空间结构图。
【具体实施方式】[0012]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0013]本发明以二自由度冗余驱动并联机器人为研究对象(如图1所示)。
[0014](I)模型描述。
[0015]具有冗余驱动的并联机器人在任务空间的结构如图1所示，其中机器人由位于A1、A2、A3的三个伺服电机驱动，qal, qa2, qa3分别为三个主动关节的主动角，qbl, qb2, qb3分别为三个从动关节的从动角。此装置包含了三个独立的二自由度装置，每个装置具有如下动态方程:
[0016]
【权利要求】
1.一种用于平面并联机器人的自适应控制器设计方法，其特征在于以控制Lyapunov函数为设计工具，以系统模型的结构特点为突破口，实现了在模型参数不能准确确定时，并联机器人控制器的设计问题。
2.根据权利I所述的平面并联机器人的自适应控制器设计方法，其特征在于系统的动态方程具有如下形式: 名=X2
WtMWX2 = -WtMWX2 -WtCWX2 -St fa+S7Ta。
3.根据权利I所述的平面并联机器人的自适应控制器设计方法，其特征在于充分利用了 M的正定对称性以及M中的参数特点。
4.根据权利I所述的平面并联机器人的自适应控制器设计方法，其特点在于对不确定参数ai，可以不进行参数估计而直接设计控制器。
5.根据权利I所述的平面并联机器人的自适应控制器设计方法，其特征在于利用了控制Lyapunov设计方法来设计控制器。
【文档编号】B25J19/00GK103612267SQ201310681546
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】陈奕梅 申请人:天津工业大学