公开(公告)号：CN115716266A

公开(公告)日：2023-02-28

申请号：CN202211531148.9

申请日：2022-12-01

Applicant: 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司

Inventor： 李立军 ,  王文邦 ,  章正飞 ,  李靖 ,  刘宇帆 ,  王喻林 ,  商巍

IPC: B25J9/16

Abstract: 本发明提出了一种基于四元数的冗余机械臂抗推绕姿态控制方法。首先，为了避免机械臂系统利用四元数建模时被限制在开关面时的解卷现象，通过双曲正弦函数设计了一个新的开关函数，使开关面包含两个平衡点。然后，基于所提出的开关函数开发了一个滑动模式姿态机动控制器，以确保闭环系统对扰动和惯性不确定性的鲁棒性。提出的姿态控制法的另一个重要特征是构建了一个动态参数，以保证在系统状态达到开关面之前无缠绕的性能。此外，设计的控制器还引入了边界层，以避免颤振现象。当系统状态在边界层内时，证明了其收敛特性和抗解卷性能。仿真结果表明，通过采用新开发的开关函数和提出的姿态控制器，冗余机械臂在姿态机动过程中的退绕问题得到了解决。

公开(公告)号：CN115816453A

公开(公告)日：2023-03-21

申请号：CN202211531085.7

申请日：2022-12-01

Applicant: 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司

Inventor： 商巍 ,  邹宇晗 ,  李立军 ,  章正飞 ,  李靖 ,  刘宇帆

IPC: B25J9/16

Abstract: 本发明提出了一种基于TDE的自适应超螺旋多变量快速终端滑模控制方法，保证电缆驱动机械臂在复杂未知不确定性条件下的高精度轨迹跟踪控制。首先，设计关节的误差范围，在保证机械手安全性能的同时，保证关节位置与期望轮廓的偏差不太大，并利用时滞估计对剩余的集总系统动力学进行估计和补偿。其次，利用安全约束函数对角度错误期望进行设计分析，使不同截面的约束在统一的系统体系结构中处理；通过严格的分析，解决了带有输出约束和不确定性的机械臂运动轨迹问题。超螺旋自适应控制有效地保证了算法在满足运行中所有约束条件下的快速、准确和鲁棒收敛，并利用李雅普诺夫方法对闭环控制系统的稳定性进行了分析。

公开(公告)号：CN116175547A

公开(公告)日：2023-05-30

申请号：CN202211531084.2

申请日：2022-12-01

Applicant: 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司

Inventor： 商巍 ,  郑重重 ,  李立军 ,  章正飞 ,  李靖 ,  刘宇帆

IPC: B25J9/16

Abstract: 本发明公开了一种基于模型预测静态规划的三自由度机械臂最优控制率设计方法，保证机械臂在实现高精度的轨迹规划最优控制的同时，还能做到对能耗进行优化处理。模型预测静态规划(Model Predictive Static Programming,MPSP)在解决一类具有终端约束的最优控制问题时，具有控制器推导设计流程清晰、固定，计算效率高等优点。通过设计MPSP控制算法，使得机械臂能在一个固定的时间内，以较高的终端精度机动到期望位形。在机械臂运动时，将其能耗最为优化目标，实现能量最优控制。

公开(公告)号：CN115877712A

公开(公告)日：2023-03-31

申请号：CN202211531599.2

申请日：2022-12-01

Applicant: 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司

Inventor： 商巍 ,  刘周 ,  李立军 ,  章正飞 ,  李靖 ,  刘宇帆 ,  王喻林

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了考虑输入饱和的基于时延的机械臂多变量螺旋控制方法，首先,对电缆驱动机械臂模型进行合理选择,针对模型参数包括残余的联动动态、电机动态和集总的不确定性，使用时间延迟估计(TDE)来估计和补偿残余的集总系统动态；其次,针对机械臂动力学模型的特点以及控制需求,采用自适应多变量螺旋滑模设计控制器,进一步考虑了参数的不确定性和未知的外部干扰，对TED的估计进行误差补偿，有效地提高了控制系统的鲁棒性；最后基于Lyapunov的稳定性分析方法证明了闭环系统的稳定性。

公开(公告)号：CN115847485A

公开(公告)日：2023-03-28

申请号：CN202211531109.9

申请日：2022-12-01

Applicant: 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司

Inventor： 商巍 ,  郭永达 ,  李立军 ,  章正飞 ,  李靖 ,  刘宇帆 ,  王喻林

IPC: B25J19/00 ,  B25J9/16

Abstract: 本发明公开了一种约束电缆驱动机械臂的基于TDE的避障控制器设计方法，在安全保证的情况下将操作员作为系统操作主体，当环境被判定为危险或者未知的状态下，电缆驱动机械臂控制系统触发自适应状态反馈控制器，机器操作作为操作主体，能够避免人类操作者的操作失误。首先，设置一组安全约束，保证电缆驱动机械臂的状态或输出满足这些约束以确保机械臂“安全性”的要求，并利用时滞估计对剩余的集总系统动力学进行估计和补偿。其次，在控制器设计中考虑由估计带来的误差，有效提高整个共享控制系统的鲁棒性。自适应固定时间状态反馈控制有效地保证了共享控制系统在运行中实现快速、准确和鲁棒收敛，让电缆驱动机械臂满足安全约束，保障其安全性能。