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水下移動作業(yè)機器人的協(xié)調規(guī)劃與控制方法與流程

文檔序號:12062917閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種水下移動作業(yè)機器人的協(xié)調規(guī)劃與控制方法,其特征在于,所述方法包括:

通過動態(tài)追蹤微分器,實時規(guī)劃當前期望的速度與狀態(tài);

采用迭代任務優(yōu)先方法,將笛卡爾空間的任務規(guī)劃轉化到隨體坐標系和各關節(jié)坐標系的速度與加速度規(guī)劃;

根據(jù)所述速度與所述加速度規(guī)劃,利用動力學方法來控制潛器和作業(yè)臂,從而使得所述水下移動作業(yè)機器人進行巡游與作業(yè)。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,所述通過動態(tài)追蹤微分器,實時規(guī)劃當前期望的速度與狀態(tài)具體包括:

利用自抗擾技術,通過所述動態(tài)追蹤微分器將階躍型任務信號轉化為連續(xù)的光滑信號,并得到當前期望的速度和狀態(tài)。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,根據(jù)下式來建立所述動態(tài)追蹤微分器:

f=f(v1-v0,v2,r0,h0)

v1=v1+h0v2

v2=v2+h0f

其中,所述v0表示給定的期望目標點;所述v1表示狀態(tài)規(guī)劃;所述v2表示速度規(guī)劃;所述r0、h0分別表示影響微分器曲線的速度和光滑程度的微分器參數(shù);

其中,所述f根據(jù)下式確定:

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4.根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,所述采用迭代任務優(yōu)先方法,將笛卡爾空間的任務規(guī)劃轉化到隨體坐標系和各關節(jié)坐標系的速度與加速度規(guī)劃,具體包括:

通過所述迭代任務優(yōu)先方法進行冗余迭代,對笛卡爾空間世界坐標系下任務規(guī)劃進行轉化,求解在隨體坐標和各關節(jié)坐標系下的期望速度與期望加速度。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:

通過狀態(tài)觀測器觀測估計當前的任務速度與任務狀態(tài),并進行實時反饋,以更新所述速度與所述加速度規(guī)劃。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法,其特征在于,所述實時反饋中的反饋信號通過以下方式來確定:

根據(jù)所述當前規(guī)劃的期望速度和期望加速度、當前速度誤差和當前狀態(tài)誤差,并且與所述規(guī)劃的速度加權結合,來確定所述反饋信號。

7.根據(jù)權利要求5所述的方法,其特征在于,所述狀態(tài)觀測器通過下式來建立:

e=z1-z0

z1=z1+h0(z201e)

z2=z2+h0(z302e+Jζ)

z3=z3+h0(-β03e)

其中,所述β01、β02、β03表示設定的保證收斂的參數(shù);所述z0表示期望的目標狀態(tài);所述z1、z2、z3分別表示對狀態(tài)、速度和加速度的觀測估計;所述J表示相對應的雅克比矩陣;所述ζ由任務速度規(guī)劃與誤差(狀態(tài)誤差與速度誤差)共同組成的反饋項;所述h0表示影響微分器曲線的光滑程度的微分器參數(shù)。

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