一种冗余度机械臂的新型加速度层重复运动规划方法

摘要

本发明提供了一种冗余度机械臂的新型加速度层重复运动规划方法，包括如下步骤：1)设计新型二次型形式的加速度层重复运动性能指标，生成二次型优化冗余度解析方案；2)将步骤1)的二次型优化冗余度解析方案转化为QP(二次规划)；3)将步骤2)的QP运用QP求解器进行求解；4)将步骤3)的求解结果传递给下位机控制器驱动机械臂运动。本发明突破了以往参数选择中的局限，可以较大范围地选取正的设计参数，使得冗余度重复运动规划可选择的方案显著增加，这在工程应用领域具有良好前景。

主权项

1.一种冗余度机械臂的新型加速度层重复运动规划方法，其特征在于包括如下步骤：1)通过上位机采用新型二次型优化方案在加速度层上对机械臂的重复运动进行冗余度解析，设计的新型最小化性能指标为重复运动，受约束于加速度雅可比等式、障碍物躲避不等式、关节角极限、关节速度极限和关节加速度极限，即为最小化受约束于加速度雅可比等式障碍物躲避不等式约束关节角极限θ^-≤θ≤θ⁺、关节速度极限关节加速度极限其中表示机械臂关节加速度，W为单位矩阵，上标T表示矩阵和向量的转置，α＞0和β＞0且α²＜4β是用来控制关节位移幅值和收敛率的设计参数，等式约束表示机械臂末端运动轨迹，J表示机械臂的雅可比矩阵，是其时间导数，θ表示机械臂的关节角，θ(0)表示其初始关节角，表示机械臂的关节速度，表示机械臂末端执行器加速度矢量，θ^±表示关节角上下限，表示关节速度上下限，表示关节加速度上下限，A和b是障碍物躲避参数；2)将步骤1)的面向加速度层重复运动的二次型优化方案转化为QP(二次规划)；3)将步骤2)的QP用数值算法(也即QP求解器)进行求解；4)将步骤3)的求解结果传递给下位机控制器驱动机械臂运动。