主权项 |
一种移动机械臂分散集中自主切换控制方法,其特征在于主要包括以下步骤:A:对移动机械臂建立世界坐标系和车载坐标系,获取移动机械臂的当前位姿;移动机械臂的当前位姿是依靠平台上的传感装置和建立的坐标系确定的;世界坐标系用于确定移动机械臂在世界坐标中的位置;车载坐标系用于确定移动机械臂在行进过程中由传感器测量出的物体相对于移动机械臂的位置;B:由A步骤获取的移动机械臂的当前位姿,分别搭建分散控制模式和集中控制模式下移动机械臂的运动学模型和动力学模型,并根据搭建的运动学模型和动力学模型进行轨迹规划;当采用分散控制模式时,对机械臂和可移动平台分别进行控制,包括对可移动平台的路径规划,并利用D‑H方法对机械臂建立运动学模型,进而对机械臂进行轨迹规划;当采用集中控制模式时,首先通过对机械结构和运动特性的分析,建立整体系统的运动学模型,然后利用拉格朗日力学法建立动力学模型,并在此模型基础上对机械臂和可移动平台进行协调控制,最后,采用人工势函数方法驱使移动机械臂系统完成运动规划任务;C:设计出分散集中自主切换控制器并根据分散集中自主切换控制器目标函数取值决定是否进行控制模式切换,如给定的任务比较复杂,利用分散集中自主切换控制器,实现在分散控制模式和集中控制模式之间的切换,之后以切换后的控制模式对移动机械臂进行控制,并驱动移动机械臂运动,最终完成既定任务;如给定的任务比较简单,不需要通过分散集中自主切换控制器切换控制模式来实现,则按B步骤原定的分散控制模式或集中控制模式继续对移动机械臂进行控制,最终完成既定任务;所述的分散集中控制自主切换控制器是以数据测试的方法对已获得的外部提取信息值进行反馈、修正和优化,同时以机械臂辅助状态变量X<sub>a</sub>,动力学变量ξ<sub>a</sub>,机械臂末端执行器约束函数C<sub>a</sub>,建立分散控制优化模型为f<sub>a</sub>(X)=f<sub>a</sub>(X<sub>a</sub>,ξ<sub>a</sub>,C<sub>a</sub>);以移动平台辅助状态变量X<sub>c</sub>,协同控制设计变量ξ<sub>c</sub>,移动平台约束函数C<sub>c</sub>,建立集中控制优化模型为f<sub>c</sub>(X)=f<sub>c</sub>(X<sub>c</sub>,ξ<sub>c</sub>,C<sub>c</sub>);然后,利用可变优先级与包容式结构算法,建立分散集中控制多目标优化函数:minf(X)=min[f<sub>a</sub>(X),f<sub>c</sub>(X)],根据分散集中控制多目标优化函数取值来决定是否进行控制模式的切换。 |