1.基于机器人六关节的初次迭代控制信号提取方法,包括如下步骤:
Step1.对于机器人末端在笛卡尔空间的一条期望轨迹ld(t),通过逆运动学规划出六个关节的期望关节轨迹θd(t)如公式(1),其中t∈[0,T],T为轨迹运行时间,用f表示机器人第几关节,f=1,2,3...6,其中θd1(t)、θd2(t)、θd3(t)、θd4(t)、θd5(t)、θd6(t)分别为机器人第一~第六关节的期望轨迹;
需要在机器人以往加工轨迹中寻找与当前机器人加工轨迹相似的组合轨迹;假设机器人以往加工的N条轨迹分别为lD1(t)、lD2(t)、...、lDN(t),t∈[0,T],N为轨迹数,在N条轨迹中可搜寻出M段轨迹基元,依次拼接M段轨迹基元可得到一条与当前加工轨迹相似的组合轨迹,使用T0、T1、T2、...、TM表示组合轨迹的分割点时刻,T0和TM分别代表组合轨迹的起止时刻;设ldj(tj)是当前加工轨迹ld(t)上的第j段轨迹,j=1,2,3...M,ldj(tj)对应已加工轨迹中的一段轨迹基元为lj(tj),其中tj∈[Tj-1,Tj];通过设定相似度ε,轨迹基元lj(tj)轨迹段ldj(tj)的最小均方根误差小于ε,则称在以往加工轨迹中存在轨迹基元lj(tj)与当前机器人加工轨迹段ldj(tj)相似;
Step2.以往加工的N条轨迹通过逆运动学得到机器人六个关节位置iθD(t)如式(2),iθD(t)表示机器人已加工轨迹中的第i条轨迹对应的六个关节位置,i=1,2,3...N;其中iθD1(t)、iθD2(t)、iθD3(t)、iθD4(t)、iθD5(t)、iθD6(t)分别为机器人已加工轨迹中的第i条轨迹对应的第一~第六关节位置轨迹;
Step3.在step2中的iθD(t)的六个关节的期望控制信号在以往加工过程中已经得到,被保存 下 来 ,假 定iθD (t) 的 期 望轨 迹 控 制信 号 为 如式 (3) ;其中分别为机器人已加工轨迹中的第i
条轨迹对应的第一~第六关节的轨迹的期望控制信号;
假设当前加工轨迹的第j段轨迹段ldj(tj)与机器人已加工轨迹中的第i条轨迹上轨迹基元lj(tj)相似,那么相应的从已加工的第i条轨迹上的轨迹基元lj(tj)对应的六个关节控制信号上提取当前加工轨迹第j段ldj(tj)对应的六个关节的初次控制信号 如公式(4);其中 分别为机器人当前
加工轨迹的第j段轨迹段对应的第一~第六关节的轨迹的期望控制信号,
分别为机器人已加工轨迹
中的第i条轨迹的轨迹基元lj(t)对应的第一~第六关节的轨迹的期望控制信号,tj∈[Tj-1,Tj];
Step4.依次对六个关节的 tj∈[Tj-1,Tj]进行串联组合得到当前加工轨迹对应的六个关节的初次迭代控制信号 如公式(5);
Step5.在step4中对当前加工轨迹对应的六个关节的初次控制信号进行了提取,然而在第f个关节控制信号 拼接处存在跳变,在该跳变处,采用线性插值的无扰切换方式,对各个关节初次控制信号的跳变处进行过渡处理,以各个关节第j段控制信号的结束时刻Tj的控制信号 为起点,以时间段Δt为过渡时间,第j+1段控制信号的Δt时刻的控制信号 为终点,在 和 间进行线性插值;
Step6.在柔性迭代学习控制中,采用的学习律如公式(6)所示,
其中 表示第f个关节第k次迭代时t时刻的控制信号,Lf表示第f个关节的前馈学习增益,Kf为第f个关节的反馈控制器, 为第f个关节第k次迭代时t时刻的迭代误差;当初次迭代时,k=1,公式(6)的迭代学习律如公式(7):其中 使用step5中得到的六个关节的初次控制信号