【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及自動(dòng)控制，尤其涉及一種聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、液壓機(jī)械臂由于其高負(fù)載、高可靠性、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)在工程機(jī)械領(lǐng)域被廣泛使用。在液壓機(jī)械臂控制方面，普遍采用了pid控制算法、模糊控制算法等，但是由于液壓缸在控制中呈現(xiàn)出強(qiáng)非線性的特點(diǎn)，對(duì)控制算法的調(diào)參產(chǎn)生了較大的挑戰(zhàn)。
2、在液壓機(jī)械臂的速度規(guī)劃方面，速度規(guī)劃算法可以有效降低控制調(diào)參難度，常見的速度規(guī)劃算法主要有線性插值、梯形速度曲線，但是仍然存在諸多不足，線程插值沒有考慮到速度以及加速度的連續(xù)性問題，這會(huì)導(dǎo)致液壓機(jī)械臂在控制中會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)，梯形速度曲線由于其速度連續(xù)性，在緩解震動(dòng)方面有所提升，但是由于其梯形交接點(diǎn)處的加速度是不連續(xù)，所以并不能完美解決這個(gè)問題。采用多項(xiàng)式插值的方式能夠解決速度、加速度以及加加速度連續(xù)的問題，一般采用三次多項(xiàng)式或者五次多項(xiàng)式獲取速度曲線，從而獲取到一條平滑合理的速度曲線。但是，上述的速度規(guī)劃算法主要針對(duì)的是液壓機(jī)械臂的單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，針對(duì)液壓機(jī)械臂的多關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，尤其是在無人運(yùn)維的液壓機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的過程中，液壓機(jī)械臂需要能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)周邊障礙物并進(jìn)行避讓，這就對(duì)速度規(guī)劃提出了更高的要求，即當(dāng)液壓機(jī)械臂發(fā)現(xiàn)了障礙物之后，需要多關(guān)節(jié)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械臂需要緩慢的停下，并進(jìn)行反向移動(dòng)，在這個(gè)過程中不應(yīng)該產(chǎn)生較為明顯的震動(dòng)，這就要求控制器規(guī)劃的速度以及加速度保證其連續(xù)性，并且多關(guān)節(jié)需要同時(shí)到達(dá)，從而確保機(jī)械臂末端的移動(dòng)軌跡和目標(biāo)軌跡是一致實(shí)現(xiàn)自主避障功能，尤其是液壓機(jī)械臂是一個(gè)精度較低的控制對(duì)象，經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于公開一種聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制方法及系統(tǒng)，以提高整體性能。
2、為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)公開的聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制方法包括：
3、步驟s1、獲取目標(biāo)液壓缸給定的約束參數(shù)，所述約束參數(shù)包括加速段最大加速度、勻速段速度、減速度段最大減速度、目標(biāo)位移和到達(dá)目標(biāo)位移時(shí)的末端速度；
4、步驟s2，在未到達(dá)目標(biāo)位移前設(shè)定至少一個(gè)重規(guī)劃時(shí)間，在重規(guī)劃時(shí)間到來后，根據(jù)所述約束參數(shù)、目標(biāo)液壓缸當(dāng)前的實(shí)際位移和基于上一重規(guī)劃的速度分布曲線所計(jì)算的當(dāng)前加速度和速度的理論值重新計(jì)算剩余位移初始的速度分布曲線；
5、步驟s3、將目標(biāo)液壓缸初始的速度分布曲線與聯(lián)動(dòng)的其他液壓缸初始的速度分布曲線匯總后統(tǒng)計(jì)得出的最大加速時(shí)間、最大勻速時(shí)間和最大減速時(shí)間設(shè)置為聯(lián)動(dòng)的各液壓缸共同的加速時(shí)間、勻速時(shí)間及減速時(shí)間；
6、步驟s4、根據(jù)所述約束參數(shù)、目標(biāo)液壓缸當(dāng)前的實(shí)際位移和基于上一重規(guī)劃的速度分布曲線所計(jì)算的當(dāng)前加速度和速度的理論值及共同的加速時(shí)間、勻速時(shí)間及減速時(shí)間計(jì)算目標(biāo)液壓缸重規(guī)劃的速度分布曲線。
7、優(yōu)選地，下一重規(guī)劃時(shí)間為當(dāng)前共同的加速時(shí)間、勻速時(shí)間及減速時(shí)間累加后總時(shí)間與設(shè)定比例系數(shù)之積。
8、優(yōu)選地，所述比例系數(shù)的取值大于0.2小于0.5。
9、優(yōu)選地，在步驟s4中，若共同的加速時(shí)間與勻速時(shí)間都為0，則采用五次多項(xiàng)式求解重規(guī)劃的速度分布曲線；否則，采用四次多項(xiàng)式求解重規(guī)劃的速度分布曲線。
10、優(yōu)選地，在所述步驟s2中，重新計(jì)算剩余位移初始的速度分布曲線的過程包括：
11、先根據(jù)給定約束參數(shù)中的勻速段速度結(jié)合目標(biāo)液壓缸當(dāng)前的加速度和速度計(jì)算加速時(shí)間和減速時(shí)間，然后判定加速時(shí)間所對(duì)應(yīng)的位移與減速時(shí)間所對(duì)應(yīng)位移之和是否大于剩余的位移，如果是，根據(jù)約束條件中的加速段最大加速度、減速度段最大減速度、到達(dá)目標(biāo)位移時(shí)的末端速度和剩余位移計(jì)算從加速階段直接切換至減速階段所處拐點(diǎn)的速度，然后根據(jù)該拐點(diǎn)的速度重新計(jì)算初始的速度分布曲線所對(duì)應(yīng)的加速時(shí)間和減速時(shí)間；否則，再計(jì)算初始的速度分布曲線在給定約束參數(shù)中的勻速段速度所對(duì)應(yīng)的勻速時(shí)間。
12、為達(dá)上述目的，本專利技術(shù)還公開一種聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的方法。
13、本專利技術(shù)具有以下有益效果：
14、1、在步驟s2和步驟s4中，基于上一重規(guī)劃的速度分布曲線所計(jì)算的當(dāng)前加速度和速度的理論值重新計(jì)算剩余位移初始的及重規(guī)劃的速度分布曲線，可以確保相鄰的兩次重規(guī)劃切換銜接的速度和加速度是完全連續(xù)的，從而達(dá)到減震的效果；同時(shí)，根據(jù)實(shí)測(cè)的位移計(jì)算剩余位移進(jìn)而計(jì)算初始的速度分布曲線，兼顧了移動(dòng)位移執(zhí)行的精準(zhǔn)度。
15、2、在重規(guī)劃的速度分布曲線中，聯(lián)動(dòng)的各個(gè)液壓缸以共同的加速時(shí)間、勻速時(shí)間及減速時(shí)間進(jìn)行重規(guī)劃，確保了機(jī)械臂各關(guān)節(jié)所執(zhí)行動(dòng)作的同步性和目標(biāo)的一致性，從而實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)同時(shí)到達(dá)。
16、下面將參照附圖，對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
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1.一種聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，下一重規(guī)劃時(shí)間為當(dāng)前共同的加速時(shí)間、勻速時(shí)間及減速時(shí)間累加后總時(shí)間與設(shè)定比例系數(shù)之積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述比例系數(shù)的取值大于0.2小于0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，在步驟S4中，若共同的加速時(shí)間與勻速時(shí)間都為0，則采用五次多項(xiàng)式求解重規(guī)劃的速度分布曲線；否則，采用四次多項(xiàng)式求解重規(guī)劃的速度分布曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟S2中，重新計(jì)算剩余位移初始的速度分布曲線的過程包括：
6.一種聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1至5任一所述的方法。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種聯(lián)動(dòng)式液壓機(jī)械臂的減震控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，下一重規(guī)劃時(shí)間為當(dāng)前共同的加速時(shí)間、勻速時(shí)間及減速時(shí)間累加后總時(shí)間與設(shè)定比例系數(shù)之積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述比例系數(shù)的取值大于0.2小于0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，在步驟s4中，若共同的加速時(shí)間與勻速時(shí)間都為0，則...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：俞佳棟，凌星海，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南墨達(dá)智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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