多自由度工业机器人的关节力位协调自适应控制方法及系统

专利主权项内容

1.一种多自由度工业机器人的关节力位协调自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立机器人单关节电机驱动的动力学模型，基于阻抗控制原理将机器人单个关节看作质量-阻尼-弹簧系统，根据关节外力作用于机器人关节时的期望阻抗特性，建立关节位置误差与关节外力之间的单关节期望闭环阻抗系统模型；步骤2：定义不确定参数，将单关节阻抗系统受控模型转化为一类不确定受控系统的控制规范形，基于自适应控制思想引入迭代函数，在机器人关节动力学参数不确定的情况下，对不确定参数进行自动计算，从而给出期望阻抗参数自适应调节的、以关节力矩为输出的关节自适应阻抗控制律；步骤3：基于机器人关节上配置的角位移传感器和力矩传感器，获得力与位置的双反馈信息，建立关节力矩闭环控制器，使得关节电机按照自适应阻抗控制律输出期望力矩，从而实现机械臂在位形空间的力位协调控制；步骤4：根据工业机器人构型进行运动学建模和动力学建模，基于动力学求解获得重力矩补偿量，基于运动学逆解建立考虑重力矩补偿的协调运动规划器，基于力雅克比矩阵建立操作力规划器，实现对末端运动和末端操作力的协调规划，同时借助关节空间解耦控制，实现工业机器人对操作空间的力位耦合约束任务进行稳定协调控制。