用于复杂CPS的机器人柔性控制器及其实现方法与流程

文档序号:13289250阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种用于复杂CPS的机器人柔性控制器,其特征在于,包括:机器人模型模块,控制算法模块,传感器模块,观测器模块和动态连接模块;机器人模型模块,包括机器人物理模型和机器人语义化功能描述,所述机器人物理模型为根据实际应用采用的动力学模型和运动学模型,所述机器人语义化功能描述包括与所述机器人物理模型对应的负载能力、运行速度、执行精度、重复精度;控制算法模块,包括控制算法库和控制算法语义化功能描述,所述控制算法库包括多个用于控制机器人运动的算法,所述控制算法语义化功能描述为用于列举控制算法库中各个算法名称及其对应的参数列表;传感器模块,包括传感器和传感器语义化功能描述,所述传感器包括多个用于监测机器人运动状态与环境的传感器,所述传感器语义化功能描述为用于列举传感器中各个传感器名称及其对应的处理数据列表;观测器模块,用于通过控制机的运行,将观测数据上传到上位机中;动态连接模块,用于分析机器人语义化功能描述、控制算法语义化功能描述和传感器语义化功能描述,分别确定机器人模型模块、控制算法模块和传感器模块的功能、输入输出信息,通过给定的优化指标建立各个模块间的连接结构。2.根据权利要求1所述的用于复杂CPS的机器人柔性控制器,其特征在于,所述传感器包括图像传感器、扭矩传感器、力传感器、RFID和位置传感器。3.根据权利要求1所述的用于复杂CPS的机器人柔性控制器,其特征在于,所述机器人语义化功能描述、控制算法语义化功能描述和传感器语义化功能描述通过XML格式进行定义。4.一种用于复杂CPS的机器人柔性控制器的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:根据具体的生产任务,按照语义本体库基本原则对该生产任务进行描述;步骤S2:任务解析,根据语义本体库解析,获取机器人模型模块、控制算法模块、传感器模块需要执行的任务流程;步骤S3:自定义规则库,由动态连接模块描述机器人模型模块、控制算法模块、传感器模块之间的连接规则,并根据需求定义性能指标;步骤S4:动态连接模块根据自定义规则生成动态连接表,通过仿真对比,在控制算法模块中选取符合性能指标的控制算法;步骤S5:使用Matlab引擎自动生成可执行的实时仿真代码,下载到控制机中;步骤S6:实时运行,启动实时仿真程序后,控制机通过EtherCAT总线与实际物理系统连接,获取相应的生产数据,通过控制机计算操作工业机器人完成相应的任务,完成该项生产任务,直到有新的任务下达。5.根据权利要求4所述的用于复杂CPS的机器人柔性控制器的实现方法,其特征在于,所述性能指标按照能耗最少或者时间最短设定。6.根据权利要求4所述的用于复杂CPS的机器人柔性控制器的实现方法,其特征在于,所述动态连接表为各模块输入输出接口的连接表单。
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