基于模糊自适应PID的机器人视觉伺服控制算法研究

机器人的动态跟踪精度是机器人实现精准实时操作的一个关键性难题。设计了一种基于模糊自适应PID的机器人视觉伺服动态跟随算法。针对机器人三维空间的动态跟踪任务,首先搭建了以NDI光学定位跟踪系统作为视觉系统,以思灵Diana高精度力控协作臂作为载体的实验系统,确定了视觉伺服的基本方法,然后通过两步法标定获得了手眼矩阵,设计了视觉伺服控制器,之后利用双机械臂模拟主动运动和跟随运动,对所设计算法进行了实物验证。实验结果表明机械臂能够精确地跟随目标的匀速移动。

七轴机械臂避奇异轨迹规划

为有效解决机械臂在避奇异轨迹规划时关节角度可能达到关节极限的问题,以思灵机器人公司的七轴机械臂为研究对象,通过微分法建立了机械臂的雅可比矩阵;通过分析可操作度来评估机械臂是否接近奇异态;利用阻尼最小二乘法确定机械臂避奇异的关节角速度;利用零空间下的自运动,限制关节角速度防止其达到运动极限,并提出了新的自运动计算方法。最后,将避奇异的关节角速度与自运动的关节角速度相结合,得到了机械臂的最终关节角速度。通过对比实验和仿真结果,验证了所提计算方法的有效性,有效解决了机械臂在避奇异时关节角度处于极限位置而停止运动的问题。