工業(yè)機(jī)器人非線性模型預(yù)測路徑跟蹤控制的實(shí)現(xiàn)

工業(yè)機(jī)器人非線性模型預(yù)測路徑跟蹤控制的實(shí)現(xiàn)

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如銑削、膠合和高精度測量等，但是大都需要預(yù)先對(duì)確定的幾何路徑進(jìn)行精確跟隨。路徑跟蹤問題可以分為軌跡生成和軌跡跟隨。本文研究了模型預(yù)測控制在工業(yè)機(jī)器人路徑實(shí)時(shí)跟蹤方面實(shí)現(xiàn)的可行性。回顧了約束路徑輸出時(shí)的狀態(tài)矩陣形式。本研究還研究了帶有參考速度分配的和沒有參考速度分配的約束輸出路徑的跟蹤情況。為了驗(yàn)證所提出的方法，在KUKA LWR IV機(jī)器人上安裝了模型預(yù)測路徑跟隨控制器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

本文介紹了針對(duì)機(jī)器人機(jī)械臂的約束路徑跟蹤問題的連續(xù)時(shí)間內(nèi)非線性模型預(yù)測控制方案的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)過程。通過實(shí)驗(yàn)得出約束輸出路徑的跟隨問題并不需要參考速度分配。還通過改變模型預(yù)測路徑跟蹤控制方案中的幾個(gè)參數(shù)，并先后在KUKA LWR IV機(jī)器人上進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證明了該方案的實(shí)時(shí)可行性。模型預(yù)測路徑跟隨控制器的形成是基于對(duì)路徑跟隨問題的增廣系統(tǒng)的描述，該控制器允許考慮在笛卡爾空間中直接對(duì)預(yù)先確定的路徑輸入和狀態(tài)空間連接進(jìn)行定義。模型預(yù)測路徑跟蹤控制表現(xiàn)出非常有潛力的控制性能，而且魯棒性和穩(wěn)定性好，靈敏度高。

刊名：IEEE Transactions on Control Systems Technology英）

刊期：2017年4期

作者：Faulwasser,Timm et al

編譯：陳少帥