冗余空间机械臂避障动力学控制研究

摘要

研究冗余机械臂的高效率高精度避障控制,针对传统避障算法的不足,要求在保证末端作动器位置精度的同时提高机械臂避障算法的计算效率,提出一种基于空间算子代数的冗余机械臂多障碍物避障控制算法.利用空间算子符号简化机械臂雅克比复杂性,提高程式化,并且通过测算各个障碍物与机械臂之间的最小距离,采用雅克比转置矩阵得到各个杆件的躲避速度,并将躲避速度引入梯度投影法求得操作臂的关节角速度,结合对末端作动器的位置的跟踪控制实现机械臂的避障控制.利用Adams软件建立七自由度机械臂模型验证了算法的有效性.由仿真结果表明,上述控制方法能实现算法计算效率与自由度同阶且保证末端作动器位置精度的机械臂避障控制.