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申请/专利权人：中国交通信息科技集团有限公司;北京中交紫光科技有限公司;合肥中科深谷科技发展有限公司

摘要：本发明公开了一种基于广义U‑K方程的管片防水材料粘贴机器人控制方法，用以控制机器人的运动。该方法针对等式约束的跟踪问题和不等式约束的固定边界运动需求问题，通过一种新的微分同构变换，给出了同时考虑等式约束和不等式约束的受限机械系统的运动方程。此外，未知的不确定性是不可避免的，因此，充分考虑了多阶段任务、未知不确定性和干扰等问题以应对各种复杂的实际场景，然后，提出了一种包含伺服控制项和高阶控制项的新型控制方法。通过这两个控制项，可以分别求解等式和不等式的约束条件。本发明可以确保机器人在设计和运行过程中既满足功能需求，又保证安全可靠。

主权项：1.一种基于广义U-K方程的管片防水材料粘贴机器人控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、对六轴机械臂施加等式约束和不等式约束，用以描述实际运动控制中复杂的任务要求；S2、求解等式约束的理想约束条件，设计理想情况下等式约束的控制方法；S3、求解不等式约束的理想约束条件，设计理想情况下不等式约束的控制方法；S4、针对等式约束中的不确定性，设计伺服控制项，以实现考虑不确定性系统等式约束的稳定控制；S5、针对不等式约束中的不确定性，设计高阶控制项，以实现考虑不确定性系统不等式约束的稳定控制；S6、结合等式约束与不等式约束的控制方法，设计鲁棒约束控制器，以确保在存在不确定性和各种约束的情况下满足系统性能；步骤S4具体为：在实际应用中，不确定性是不可避免的，甚至会严重影响系统的控制性能；因此，对不确定性进行如下分解，为控制设计做准备： ；其中和为标称部分，𝛥𝑀和𝛥𝑄为不确定部分；对于惯性矩阵M，令，，则；基于U-K理论，考虑系统不确定性的等式约束力为： ；其中𝜏1为标称约束力，𝜏2用于处理初始条件不相容的情况，𝜏3用于解决系统内存在的不确定性；首先确定无不确定性的期望约束力，即式（18）中的标称部分；无不确定性的期望约束力即为等式约束的理想约束力，由公式（7）可知： ；接下来进一步考虑系统的不确定性：定义，因为矩阵A是满秩的，所以矩阵B可逆；一个给定的，，对于： ；使得对于所有的，总有一个常数，满足；则： ；其中，𝜅∈𝐑0，表示实际状态与期望约束轨迹之间的偏差；针对约束问题中一致性的局限性，引入偏移量时延来设计约束力𝜏2；也就是说，尽管初始条件不相容，期望的约束还是可以得到保证的；如果存在一个未知的常数向量和一个已知的函数，对于所有的，有： ；则： ；综上可得考虑不确定性的系统对等式约束的有效控制输入。

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