自適應(yīng)魯棒s型速度規(guī)劃算法
【專利摘要】自適應(yīng)魯棒性S型速度規(guī)劃算法實(shí)現(xiàn)了給定任意的首末速度和位移、最大加速度和加加速度以及運(yùn)動(dòng)速度都能正常規(guī)劃出S型的速度曲線。本發(fā)明對(duì)機(jī)器人提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的平滑性，保證了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精度。
【專利說明】自適應(yīng)魯棒S型速度規(guī)劃算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于自適應(yīng)魯棒性 的S型速度規(guī)劃算法。

【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行某項(xiàng)操作作業(yè)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的速度曲線有很多種，如梯形速度曲線、 S型速度曲線和正弦速度曲線。速度曲線的作用是確定實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程中位置點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng) 形式，不同的速度曲線其相對(duì)應(yīng)的機(jī)器人產(chǎn)生的震動(dòng)也各有不同。震動(dòng)的大小又左右著機(jī) 器人運(yùn)動(dòng)的精度。大多數(shù)的速度規(guī)劃都能夠做到給定一般的首末速度和位移、最大加速度 和加加速度以及運(yùn)動(dòng)速度規(guī)劃出相應(yīng)的速度曲線，但是并沒有做到給定參數(shù)的任意性。本 發(fā)明的自適應(yīng)魯棒性的S型速度規(guī)劃算法要做到給定任意的首末速度和位移、最大加速度 和加加速度以及運(yùn)動(dòng)速度都能正常規(guī)劃出S型的速度曲線。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在為了能夠做到對(duì)給定任意的首末速度和位移、最大加速度和加加速度以及運(yùn)動(dòng) 速度都能正常規(guī)劃出S型的速度曲線。本發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 把規(guī)劃分解為兩個(gè)層面進(jìn)行處理，即速度規(guī)劃層和位移規(guī)劃層。速度規(guī)劃層作為最底 層的功能，根據(jù)給定的首末速度進(jìn)行變速規(guī)劃，得到變速的軌跡數(shù)據(jù)；位移規(guī)劃層通過解析 法或者數(shù)值法得到滿足給定位移的整體軌跡數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 圖1變速情況分析； 圖2速度層變速規(guī)劃流程； 圖3位移層速度規(guī)劃算法流程。

【具體實(shí)施方式】
[0005] 1.變速情況分析 當(dāng)處于臨界情況時(shí)，相應(yīng)的臨界速度計(jì)算如下所示。只有當(dāng)變速大于該臨界值時(shí)，變速 過程才存在勻加(減）速階段；

【權(quán)利要求】
1. 自適應(yīng)魯棒S型速度規(guī)劃算法，其特征具有以下部分：系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想把規(guī)劃 分解為兩個(gè)層面進(jìn)行處理，即速度規(guī)劃層和位移規(guī)劃層。
2. 速度規(guī)劃層作為最底層的功能，根據(jù)給定的首末速度進(jìn)行變速規(guī)劃，得到變速的軌 跡數(shù)據(jù)；位移規(guī)劃層通過解析法或者數(shù)值法得到滿足給定位移的整體軌跡數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，自適應(yīng)魯棒S型速度規(guī)劃算法，其功能主要是將規(guī)劃分解為 兩個(gè)層面進(jìn)行處理，即速度規(guī)劃層和位移規(guī)劃層；根據(jù)權(quán)利要求1所述，自適應(yīng)魯棒S型速 度規(guī)劃算法，其特征主要為：以位移層的臨界情況為由首速度變速到運(yùn)行速度，再由運(yùn)行速 度變速到末速度；該種情況下計(jì)算兩段變速的位移之和L Mfl，如果LMfl〈 L (給定的運(yùn)動(dòng)位 移)，那么說明能達(dá)到用戶設(shè)定的速度和首末速度，系統(tǒng)的運(yùn)行情況為變速、勻速再變速；否 貝1J，先忽略用戶設(shè)定的運(yùn)行速度，直接根據(jù)首末速度，進(jìn)行變速，然后計(jì)算此變速過程的路 程L Mf2 ;如果LMf2> L，說明給定路程太短，以至于無法完成初始速度到末端速度的變速過 程，則采用二分查找的方法確定與給定末端速度最接近的實(shí)際末端速度；否則，說明可以通 過調(diào)整運(yùn)行速度實(shí)現(xiàn)變速-勻速-變速的運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104298114SQ201410586893
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】劉宏偉, 梁艷陽, 張健 申請(qǐng)人:西南科技大學(xué)