工業機器人非線性模型預測路徑跟蹤控制的實現
工業機器人應用領域廣泛,例如銑削、膠合和高精度測量等,但是大都需要預先對確定的幾何路徑進行精確跟隨。路徑跟蹤問題可以分為軌跡生成和軌跡跟隨。本文研究了模型預測控制在工業機器人路徑實時跟蹤方面實現的可行性。回顧了約束路徑輸出時的狀態矩陣形式。本研究還研究了帶有參考速度分配的和沒有參考速度分配的約束輸出路徑的跟蹤情況。為了驗證所提出的方法,在KUKA LWR IV機器人上安裝了模型預測路徑跟隨控制器進行實驗,并得出相應的實驗結果。
本文介紹了針對機器人機械臂的約束路徑跟蹤問題的連續時間內非線性模型預測控制方案的設計以及實現過程。通過實驗得出約束輸出路徑的跟隨問題并不需要參考速度分配。還通過改變模型預測路徑跟蹤控制方案中的幾個參數,并先后在KUKA LWR IV機器人上進行重復實驗,進一步證明了該方案的實時可行性。模型預測路徑跟隨控制器的形成是基于對路徑跟隨問題的增廣系統的描述,該控制器允許考慮在笛卡爾空間中直接對預先確定的路徑輸入和狀態空間連接進行定義。模型預測路徑跟蹤控制表現出非常有潛力的控制性能,而且魯棒性和穩定性好,靈敏度高。
刊名:IEEE Transactions on Control Systems Technology英)
刊期:2017年4期
作者:Faulwasser,Timm et al
編譯:陳少帥