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原文传递 控制臂架的方法、臂架控制装置及工程机械
专利名称: 控制臂架的方法、臂架控制装置及工程机械
摘要: 本申请公开了一种控制臂架的方法、臂架控制装置及工程机械。该方法包括:获取多个臂架中的末端臂架的目标速度;根据目标速度和预设周期确定每个关节在预设周期内的期望角位移;根据目标速度和期望角位移确定每个关节的期望角速度;获取每个关节的实际角位移;根据期望角位移、期望角速度和实际角位移确定PID控制器的控制律;根据PID控制器的控制律,通过PID控制器控制臂架运动。本申请可以针对不同的工况,自动随对臂架的PID控制参数进行调整,不需要人工调整,在降低了臂架控制参数的调整难度与强度的同时提高了臂架的控制精度和效率。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 湖南;43
申请人: 湖南中联重科智能高空作业机械有限公司
发明人: 邝明;马昌训;喻畅;侯力玮
专利状态: 有效
申请日期: 2023-07-25T00:00:00+0800
发布日期: 2023-11-14T00:00:00+0800
申请号: CN202310923641.3
公开号: CN117049442A
代理机构: 北京润平知识产权代理有限公司
代理人: 陈姝婧
分类号: B66F11/04;B66C13/48;B;B66;B66F;B66C;B66F11;B66C13;B66F11/04;B66C13/48
申请人地址: 410010 湖南省长沙市湘江新区许龙南路701号
主权项: 1.一种控制臂架的方法,其特征在于,应用于臂架控制装置,所述臂架控制装置与多个臂架通信,所述多个臂架依次通过关节连接,所述方法包括: 获取所述多个臂架中的末端臂架的目标速度; 根据所述目标速度和预设周期确定每个关节在所述预设周期内的期望角位移; 根据所述目标速度和所述期望角位移确定每个关节的期望角速度; 获取每个关节的实际角位移; 根据所述期望角位移、所述期望角速度和所述实际角位移确定PID控制器的控制律; 根据所述PID控制器的控制律,通过所述PID控制器控制臂架运动。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标速度和预设周期确定每个关节在所述预设周期内的期望角位移包括: 根据所述多个臂架的机构建立臂架运动学模型; 通过所述臂架运动学模型处理所述预设周期的时长和所述目标速度,以得到每个关节在所述预设周期内的期望角位移。 3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标速度和所述期望角位移确定每个关节的期望角速度包括: 根据所述臂架运动学模型建立所述目标速度与关节速度的速度逆雅可比矩阵; 通过所述速度逆雅可比矩阵处理所述目标速度和每个关节在所述预设周期内的期望角位移,以得到每个关节在所述预设周期内的期望角速度。 4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述期望角位移、所述期望角速度和所述实际角位移确定PID控制器的控制律包括: 根据所述期望角位移、所述期望角速度和所述实际角位移确定所述PID控制器的控制系数; 获取所述PID控制器的初始控制参数; 根据所述初始控制参数和所述控制系数确定所述PID控制器的目标控制参数; 根据所述期望角位移和所述实际角位移确定关节角位移误差; 将所述实际角位移对时间进行求导以得到实际角速度; 根据所述期望角速度和实际角速度确定关节角速度误差; 根据所述关节角位移误差、所述关节角速度误差和所述PID控制器的目标控制参数确定所述PID控制器的控制律。 5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述PID控制器的控制律满足公式(1): 其中,τ为控制律;K为控制系数;Kp0为初始控制参数中的比例控制参数;Kd0为初始控制参数中的微分控制参数;Ki0为初始控制参数中的积分控制参数;e为关节角位移误差;为实际角速度误差;t为时间。 6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述期望角位移、所述期望角速度和所述实际角位移确定所述PID控制器的控制系数包括: 将所述期望角速度对时间进行求导以得到期望角加速度; 将所述实际角速度对时间进行求导以得到实际角加速度; 采用臂架动力学模型处理所述期望角加速度、所述期望角位移和所述期望角速度以得到期望控制力矩; 采用臂架动力学模型处理所述实际角加速度、所述实际角位移和所述实际角速度以得到实际控制力矩; 根据所述期望控制力矩和所述实际控制力矩确定所述PID控制器的控制系数。 7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述PID控制器的控制系数满足公式(2): 其中,K为控制系数;τnd为期望控制力矩;τn为实际控制力矩。 8.一种臂架控制装置,其特征在于,包括: 存储器,被配置成存储指令;以及 处理器,被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据权利要求1至7中任一项所述的控制臂架的方法。 9.一种工程机械,其特征在于,包括: 多个臂架,所述多个臂架依次通过关节连接;以及 根据权利要求8的臂架控制装置,所述臂架控制装置与所述多个臂架通信。 10.一种机器可读存储介质,其特征在于,该机器可读存储介质上存储有指令,该指令用于使得机器执行根据权利要求1至7中任一项所述的控制臂架的方法。
所属类别: 发明专利
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