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机械臂初始位置误差的容错运动规划
李克讷 杨津 徐剑琴 罗家维 摘 要:针对机械臂在执行任务过程中末端执行器的实际与期望的初始位置存在误差的问题,提出一种基于二次型规划的容错型运动规划方案,用于减小机械臂在执行轨迹跟踪任务时初始用雅克比矩阵将末端运动轨迹误差转换为关节角修正量的算法,通过优化关节转角来减小路径跟踪误差[14]。该方法虽然简单且易于理解,但是需要进行矩阵求逆运算,计算复杂,同时难以达到很好的末端作业精度。
本文就提出的机械臂初始位置误差这一问题,大致分为以下几部分来探讨其容错规划方案。首先,基于神经动力学方法把位置误差转换为机械臂末端运动速度,对容错方案进行相应的数学描述。第二,建立基于二次型的解析方案,在速度层上对机械臂的逆运动学问题进行求解。第三,通过构造基于线性变分不等式的原对偶神经网络对上述的二次型解析方案进行实时求解。最后以二连杆机械臂为例对该方案进行MATLAB仿真,探讨该容错方案对于消除初始位置误差的可行性和有效性。
1 初始位置误差的容错方案描述
4 结 论
本文针对二连杆机械臂在执行轨迹跟踪任务时可能出现的初始位置误差这一问题,提出了一种基于二次型规划的容错解析方案,该方案利用基于线性变分不等式的原对偶神经网络求解器进行求解。除此之外,该方案中没有进行矩阵的求逆运算,降低了计算的难度,同时原对偶神经网络也能够满足实時求解的要求。仿真结果表明,机械臂在存在初始位置误差的情况下也能够很好地完成轨迹跟踪任务。在往后的研究中,可以将该方法扩展到冗余度机械臂执行多任务的运动规划中,进一步提高算法的有效性和实用性。 参 考 文 献:
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