用于复杂CPS的机器人柔性控制器及其实现方法

摘要

本发明涉及了一种用于复杂CPS的机器人柔性控制器及其实现方法，属于智能制造控制领域。本发明的控制器包括机器人模型模块，控制算法模块，传感器模块，观测器模块和动态连接模块。方法包括：任务描述与解析；由动态连接模块描述机器人模型模块、控制算法模块、传感器模块之间的连接规则，并根据需求定义性能指标；动态连接模块根据自定义规则生成动态连接表，通过仿真对比，在控制算法模块中选取符合性能指标的控制算法；生成可执行的实时仿真代码，下载到控制机中并实时运行。本发明的控制器不针对某一个别型号的机器人，其标准化、模块化的设计理念适用于多种机型的机器人控制应用。

主权项

一种用于复杂CPS的机器人柔性控制器，其特征在于，包括：机器人模型模块，控制算法模块，传感器模块，观测器模块和动态连接模块；机器人模型模块，包括机器人物理模型和机器人语义化功能描述，所述机器人物理模型为根据实际应用采用的动力学模型和运动学模型，所述机器人语义化功能描述包括与所述机器人物理模型对应的负载能力、运行速度、执行精度、重复精度；控制算法模块，包括控制算法库和控制算法语义化功能描述，所述控制算法库包括多个用于控制机器人运动的算法，所述控制算法语义化功能描述为用于列举控制算法库中各个算法名称及其对应的参数列表；传感器模块，包括传感器和传感器语义化功能描述，所述传感器包括多个用于监测机器人运动状态与环境的传感器，所述传感器语义化功能描述为用于列举传感器中各个传感器名称及其对应的处理数据列表；观测器模块，用于通过控制机的运行，将观测数据上传到上位机中；动态连接模块，用于分析机器人语义化功能描述、控制算法语义化功能描述和传感器语义化功能描述，分别确定机器人模型模块、控制算法模块和传感器模块的功能、输入输出信息，通过给定的优化指标建立各个模块间的连接结构。