申请/专利权人：哈尔滨工业大学;天津福云天翼科技有限公司;中建工程产业技术研究院有限公司;中国建筑股份有限公司

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN114397804B

主分类号：G05B9/03

分类号：G05B9/03

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.05.13#实质审查的生效;2022.04.26#公开

摘要：本发明公开了一种超冗余并联系统的控制方法，包括：建立超冗余并联系统的运动学模型；所述超冗余并联系统包括运动平台和作动器；所述作动器的数量多于所述运动平台的自由度数量，且分布于所述运动平台的不同方向，并与所述运动平台活动连接；将每个所述作动器的长度测量值输入所述运动学模型，求解得到运动平台的实际位姿和雅克比矩阵；利用PIL控制器将实际位姿与所述运动平台的六角自由度期望位姿之间的差值转化为对所述运动平台的控制量；将控制量经雅克比矩阵映射后输入相应的作动器，驱动所述运动平台产生六自由度运动。本发明能够解决超冗余并联机构在运动过程中运动耦合和内力纷争对系统位姿控制精度的影响。

主权项：1.一种超冗余并联系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：建立超冗余并联系统的运动学模型；所述超冗余并联系统包括运动平台和作动器；所述作动器的数量多于所述运动平台的自由度数量，且分布于所述运动平台的不同方向，并与所述运动平台连接；将每个所述作动器的长度测量值输入所述运动学模型，求解得到运动平台的实际位姿和雅克比矩阵；利用PIL控制器将实际位姿与所述运动平台的六角自由度期望位姿之间的差值转化为对所述运动平台的控制量；将控制量经雅克比矩阵映射后输入相应的作动器，驱动所述运动平台产生六自由度运动；所述运动学模型根据作动器的不同方向分为垂向作动器的运动学反解模型和运动学正解模型、纵向作动器的运动学反解模型和运动学正解模型以及横向作动器的运动学反解模型和运动学正解模型；根据各作动器的运动学正解模型求解得到运动平台的实际位姿和雅克比矩阵；所述垂向作动器的运动学反解模型的表达式为： 其中，i为垂向作动器的序号，Δl_zi为垂向作动器相比于初始长度的伸缩量，zbi为垂向作动器球铰中心位置矢量的垂向分量，zai为垂向作动器上端面中心位置矢量的垂向分量，znzi为垂向作动器位置矢量的垂向分量，l2_zi为垂向作动器初始位置时的长度；所述垂向作动器的运动学正解模型的表达式为：J_z·Δq＝-fzq0；其中，Δq为六自由度位姿迭代误差组成的列向量，其分量为Δqi＝qi-qi0，fzq0＝fzq10,q20,q30,q40,q50,q60，qi为运动平台的当前位姿，qi0为运动平台的初始位姿，J_z为正解系数矩阵，为： 所述纵向作动器的运动学反解模型的表达式为： 其中，j为纵向作动器的序号，Δl_yj为纵向作动器相比于初始长度的伸缩量的伸缩量，pj为刚性连杆与动平台连接铰点与纵向作动器缸筒下端固定铰点构成的位置矢量，lnj为垂向作动器缸筒的单位位置向量，l2_yj为纵向作动器初始位置时的长度；所述纵向作动器的运动学正解模型的表达式为：J_y·Δq＝-fyq0；其中，fyq0＝fyq10,q20,q30,q40,q50,q60，J_y为正解系数矩阵，为 所述横向作动器的运动学反解模型的表达式为：Δl_xk＝l_xk-l2_xk＝gk-bk·gk-bk-l2_xk；其中，k为横向作动器的序号，Δl_xk为横向作动器的长度变化量，l_xk为当前位姿下的横向作动器实际位置矢量，gk为横向作动器活塞杆末端与运动平台上表面形心构成的位置矢量，bk为横向作动器下端球铰中心与运动平台上表面形心构成的位置矢量，l2_xk为横向作动器初始位置时的长度值；所述横向作动器的运动学正解模型的表达式为：J_z·Δq＝-fzq0；式中：fzq1,q2,q3,q4,q5,q6＝gk-bk·gk-bk-l2_xk-Δl_zk，fzq0＝fzq10,q20,q30,q40,q50,q60，J_x为正解系数矩阵，为：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学;天津福云天翼科技有限公司;中建工程产业技术研究院有限公司;中国建筑股份有限公司 一种超冗余并联系统的控制方法

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