基于软体机器人冗余自由度的实时避障位置控制

发布时间：2018-05-21 00:23

  本文选题：软体机器人 + 冗余自由度　； 参考：《机器人》2017年03期

【摘要】：研究了如何利用软体机器人空间运动的冗余性,解决控制末端位置时环境中存在障碍物的问题.首先建立了软体机器人的运动学分段常曲率模型,设计了实现实时避障和末端位置控制双重任务的控制算法.算法中在障碍区周围划分警戒区,基于机械臂上标记点的位置反馈,分别给出末端无碰撞风险时的运动策略,以及当末端和中间点进入警戒区时的运动策略,并利用雅可比矩阵的广义逆求出应施加的控制变量.利用李亚普诺夫定理证明了逆雅可比法控制的稳定性.最后,在2维空间进行了实验,结果显示末端可以到达目标点,并且末端与机械臂体能够避开障碍物,验证了避障算法的有效性和位置控制的稳定性.
[Abstract]:This paper studies how to use the redundancy of space motion of software robot to solve the problem of obstacles in the environment of controlling the end position. Firstly, the kinematics piecewise constant curvature model of software robot is established, and the control algorithm of real-time obstacle avoidance and end position control is designed. Based on the feedback of the labeled points on the robot arm, the motion strategy of the terminal without collision risk and the motion strategy when the end and the middle point enter the warning zone are given in the algorithm. The control variables should be applied by the generalized inverse of Jacobian matrix. The stability of inverse Jacobian control is proved by using Lyapunov theorem. Finally, experiments are carried out in two dimensional space, the results show that the end can reach the target point, and the end and the manipulator can avoid obstacles, which verifies the effectiveness of the obstacle avoidance algorithm and the stability of position control.
【作者单位】： 上海交通大学;
【基金】：国家自然科学基金(61473191)
【分类号】：TP242

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本文编号：1916908