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前馈插值补偿下机器人抓取臂轨迹智能自动控制.pdfVIP

前馈插值补偿下机器人抓取臂轨迹智能自动控制.pdf

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    信息技术ＸＩＮＸＩＪＩＳＨＵ２０２５年第３期

    前馈插值补偿下机器人抓取臂轨迹

    智能自动控制

    董琪ꎬ奚清泉ꎬ印鹏ꎬ张大威

    (南京中车浦镇海泰制动设备有限公司ꎬ南京２１００００)

    摘要:机器人抓取臂的柔性动态特性致使关节位置控制偏差增大ꎬ具有安全性较低、运动空间小的

    缺点ꎬ产生过高的控制误差ꎮ提出一种前馈补偿下机器人抓取臂轨迹智能自动控制方法ꎮ构建机器

    人运动学函数ꎬ分析当前状态下的抓取臂轨迹ꎻ根据跟踪轨迹的样条曲线划分轨迹区间ꎬ通过关键点

    插值ꎬ实现轨迹误差计算ꎮ结合确定的自适应控制律以及模糊控制系统ꎬ实现机器人抓取臂轨迹自动

    前馈补偿控制ꎮ实验结果表明:前馈插值误差补偿后ꎬ关节角运动状态与实际结果接近ꎬ轨迹与期望

    抓取轨迹接近ꎬ控制时间短ꎬ控制效果好ꎮ

    关键词:前馈补偿ꎻ机器人ꎻ抓取臂ꎻ控制器设计ꎻ轨迹自动控制

    中图分类号:ＴＰ２４１文献标识码:Ａ文章编号:１００９－２５５２(２０２５)０３－０１７６－０５

    ＤＯＩ:１０.１３２７４/ｊ.ｃｎｋｉ.ｈｄｚｊ.２０２５.０３.０２６

    Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｒｏｂｏｔｇｒａｂｂｉｎｇａｒｍｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｕｎｄｅｒｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｃｏｍ￣

    ｐｅｎｓａｔｉｏｎ

    ＤＯＮＧＱｉꎬＸＩＱｉｎｇ￣ｑｕａｎꎬＹＩＮＰｅｎｇꎬＺＨＡＮＧＤａ￣ｗｅｉ

    (ＮａｎｊｉｎｇＣＲＲＣＰｕｚｈｅｎＨａｉｔａｉＢｒａｋｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００００ꎬＣｈｉｎａ)

    Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｉｃｇｒａｂｂｉｎｇａｒｍｃａｕｓｅａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｊｏｉｎｔｐｏｓｉ￣

    ｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉａｔｉｏｎꎬｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｓａｆｅｔｙａｎｄｓｍａｌｌｍｏｔｉｏｎｓｐａｃｅꎬｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｅｘｃｅｓ￣

    ｓｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｅｒｒｏｒｓ.Ａｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｏｂｏｔｇｒａｂｂｉｎｇａｒｍｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｕｎｄｅｒｆｅｅｄｆｏｒ￣

    ｗａｒｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ａｒｏｂｏｔｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｔｈｅ

    ｇｒａｓｐｉｎｇａｒｍｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｅ.Ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｔｅｒｖａｌｉｓｄｉｖｉｄｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｐｌｉｎｅｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇ

    ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙꎬａｎｄｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｅｒｒｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｒｏｕｇｈｋｅｙｐｏｉｎｔｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ.Ｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅ

    ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｄａｐｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌａｗａｎｄｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍꎬａｕｔｏｍａｔｉｃｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆｒｏ￣

    ｂｏｔｇｒａｂｂｉｎｇａｒｍｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｆｔｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｆｏｒｔｈｅｆｅｅｄｆｏｒ￣

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    ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｇｒａｓｐｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙꎬｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｉｍｅｉｓｓｈｏｒｔꎬａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｆｆｅｃｔｉｓｇｏｏｄ.

    Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎꎻｓｏｒｔｉｎｇｒｏｂｏｔꎻｇｒａｂｂｉｎｇａｒｍꎻｃｏｎｔｒｏ

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