CN113867153A - 铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取末端铺放头的实时接触力信息；根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。采用本方法能够实现纤维铺放过程中机器人对铺放轨迹和铺放力的稳定控制。基于云计算的方式，可有效解决因无法并行造成部分节点失效而引起机器人末端无法确定的问题，实现了大曲率曲面上纤维铺放的主动柔顺，有效提高了纤维铺放过程的稳定性与准确性。
Description
技术领域
本申请涉及智能控制技术领域，特别是涉及一种铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着技术的不断发展，大型飞机以及大型航天器都在广泛采用轻量化设计，从而获得更大的推重比，提高载荷搭载能力，加之结构强度要求不断提高，既保证强度，又要较少质量成为轻量化设计的核心问题，碳纤维复合材料成型是解决这一问题的最好途径之一。通过将碳纤维丝束有序的铺放在预制的零件模具上获得纯碳纤维的轻质结构件已经广泛用于在航空航天领域，例如飞机的机身、机翼、进气道，导弹的单体，航天器壁板等。
传统的碳纤维铺放都是采用手工铺放或机器手工结合的方式，铺放效率低，铺放质量不稳定，随着铺放工艺的发展，将分切好的预浸胶碳纤维丝束通过自动铺丝机完成纤维的铺放成型，使铺放质量以及铺放速度有很大提高。
自动铺丝机床是用于碳纤维纤维丝束自动铺放、铺叠的专业化设备，主要用于航空航天大型球冠类构件、椎体类构件、承力筒类构件、壁板类构件、S进气道、大型飞机机身等复杂零件碳纤维的自动成型加工。纤维铺放过程中既要在同一时间内通过大量计算确定机器人的位置和姿态，又要确保纤维层之间能够以合适的力紧密贴合，从而确保纤维铺放工件的质量，因此对铺放轨迹和铺放压力的准确控制则显得尤为重要。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确控制铺放轨迹和铺放压力的铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
一方面，提供一种铺放柔顺控制方法，所述方法包括：
获取末端铺放头的实时接触力信息；
根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
在其中一个实施例中，所述获取末端铺放头的实时接触力信息之前，方法还包括：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹，包括：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量，包括；
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
另一方面，提供了一种铺放柔顺控制装置，所述装置包括六维力/力矩传感器、接触力误差计算模块、自适应阻抗控制器、鲁棒滑模控制器：
六维力/力矩传感器，用于获取末端铺放头的实时接触力信息；
接触力误差计算模块，用于根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时误差信息，并将所述实时接触力误差信息输入；
自适应阻抗控制器，用于根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
鲁棒滑模控制器，用于根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息之前，还用于：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述自适应阻抗控制器根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹，包括：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，根据自适应阻抗控制器所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量，包括；
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述自适应阻抗控制器通过以下公式计算新的期望轨迹：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建铺放柔顺控制装置，虚拟机实施控制所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
再一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取末端铺放头的实时接触力信息；
根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述获取末端铺放头的实时接触力信息之前：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取末端铺放头的实时接触力信息；
根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
所述获取末端铺放头的实时接触力信息之前：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
通过获取末端铺放头的实时接触力信息；根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。实现纤维铺放过程中机器人对铺放轨迹和铺放力的稳定控制。
同时纤维铺放机器人在云计算的方式下通过虚拟机内的控制系统对大曲率曲面进行纤维铺放，极大提高了计算机的启动速率；相较于传统台式机而言，无需桌面软件所需的处理能力和硬盘空间，降低了计算机成本；同时使用数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性；此外极大改善了传统纤维铺放机器人通过施压气缸施加铺放力时所造成的灵敏度低，加工质量差等问题，为大曲率工件表面的纤维铺放作业提供了很好的帮助。
附图说明
图1为面向纤维铺放过程的机器人主动柔顺控制策略流程图；
图2为一个实施例中铺放柔顺控制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中铺放柔顺控制装置的结构框图；
图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的铺放柔顺控制方法，以应用于纤维铺放为例，可以应用于如图1所示的面向纤维铺放过程的机器人主动柔顺控制策略流程图。其中，包括了末端铺放轨迹跟踪的鲁棒滑模控制器和铺放力跟踪的自适应阻抗控制器两部分。末端铺放轨迹跟踪的鲁棒滑模控制器作为控制内环，用于在定位工况和铺放工况下对铺放轨迹的精确位置跟踪控制。自适应阻抗控制器作为控制器外环，用于铺放工况下对铺放力的恒定控制过程。主要基于云计算及纤维铺放机器人，通过在不同虚拟机中安装不同的操作系统及应用软件，实现工厂中多台机械臂末端在纤维铺放过程中的控制问题。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种铺放柔顺控制方法，包括以下步骤：
步骤201，获取末端铺放头的实时接触力信息；
步骤202，根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
步骤203，根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
步骤204，根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
通过上述铺放柔顺控制方法，实现纤维铺放过程中机器人对铺放轨迹和铺放力的稳定控制。
在其中一个实施例中，通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
六维力/力矩传感器能够测量三维空间中任何坐标系下的三维力和三维力矩。
在其中一个实施例中，所述步骤S201之前，还包括步骤S0：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
具体的，当六维力/力矩传感器未检测到铺放力时，机器人处于定位工况，其末端没有与工件接触，在内环鲁棒滑模控制器的作用下定位到铺放初始位置。在这个过程中要充分保证定位精度的准确性，以保证后续纤维铺放过程的准确性。当六维力/力矩传感器检测到铺放力作用时，机器人进入铺放状态，其末端与工件之间产生相互作用力，该六维力/力矩传感器能够实时获得铺放力信息。
在其中一个实施例中，所述根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹，包括：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量，包括；
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
具体的，由于工件曲面建模误差，参数误差等原因导致实际接触力与期望接触力存在较大误差，将该铺放力误差输入到外环的自适应阻抗控制器中，输出为经自适应阻抗模型修正后的一个轨迹修正量，该修正量与原期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。内环的鲁棒滑模控制器在跟踪新的期望轨迹的同时实现对铺放力的调整，即实现对纤维铺放过程的主动柔顺控制。
本申请通过测量铺放压力误差ef及其一阶导数
建立机器人的自适应期望铺放轨迹，该自适应控制律设计为：
g(t)为自适应控制器期望轨迹信号，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，含有自适应期望轨迹的铺放压力误差动力学模型为
其中，
上式中bz为阻尼系数，kz为刚度系数，ke为环境刚度系数，mz为惯性系数，xe为环境系数，fd为期望接触力。
由上式可知，通过自适应控制律得到铺放压力跟踪误差的二阶系统的系数中既包含阻抗系统固有参数又包含自适应期望轨迹的可调参数，因此，可以通过参数的不断调整达到系统的最终收敛。
令
将上式表示在状态空间中，得
Af表示矩阵
定义铺放压力跟踪误差的二阶系统理想参考模型为：
令
em表示期望铺放力跟踪误差，将上式表示在状态空间中，得
这里的Am就是上面的参数在理想状态下二阶系统的一种表示方法，简而言之就是换了下标去表示。
式(5)减去式(3)得到理论铺放压力偏差与实际铺放压力偏差的误差为
定义Ek＝[p(t)-pm(t),q(t)-qm(t),f(t)]T，构造Lyapunov函数为：
上式中系数矩阵
和H＝diag(h1,h2,h3)均为正定系数矩阵，则函数V是正定的。
对上述的Lyapunov函数求导可得：
上式中p、q表示省略的p(t)、q(t)，
要保证系统渐进稳定，则
要是负定的，即满足以下条件
由式(2)和(9)可见，期望轨迹自适应控制参数g(t)、λp(t)和λd(t)与参数p(t)、q(t)和f(t)的差值为一定值，两组参数具有相同的变化规律，因此，可以通过建立参数p(t)、q(t)和f(t)的控制律间接实现参数g(t)、λp(t)和λd(t)的调整。由式(9)式可知，参数p(t)、q(t)和f(t)需要实时获得末端铺放压力误差，测量过程中引入较大测量噪声，因此，为避免测量铺放压力
误差求导过程造成的高频噪声干扰，通过机器人末端实际速度
代替
自适应参数控制律可以表示为：
上式中，g(0),λp(0),λd(0)为期望轨迹自适应控制律参数的初值，α,β,γ,μp,μd为正的系数，则式(1)中期望铺放轨迹表示为
利用末端力/力矩传感器测得的铺放压力误差及末端实际速度，建立了纤维铺放过程中期望轨迹的自适应控制策略，不仅消除了由于芯模表面位置误差、刚度误差造成的铺放压力误差，实现了铺放压力的恒定控制过程；而且自适应控制器在应用过程中不需要获得精确地环境动力学参数，因此系统具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。
在其中一个实施例中，通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
具体的，以云计算为计算模型，通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，在其内搭建对应的控制系统，利用协作机器人作为纤维铺放机器人主体，搭配六维力/力矩传感器，通过自适应阻抗控制器和鲁棒滑模控制器的协同作用，实现了纤维铺放过程的主动柔顺。通过云计算将软件应用与底层硬件相隔离，同时将虚拟机对机器人控制过程中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据，用冗余存储保证数据的可靠性。
基于云计算的方式，使得集群下多个主机所建立不同虚拟机中的控制系统实现机械臂末端的轨迹控制，从机器人的主动柔顺性出发，建立纤维铺放过程中机器人的轨迹跟踪控制和铺放力恒定控制策略，实现了纤维铺放过程中对铺放轨迹的精确跟踪和铺放力的恒定控制过程，而且较传统的纤维铺放过程具有坚强的鲁棒性和抗干扰能力。
本申请的方案有如下有益效果：
1)基于云计算的虚拟化技术、可按需部署、灵活性高、可靠性强等特点作为计算模型；
2)基于协作机器人的灵活性更强、安全性更高等优点作为纤维铺放机器人的主体；
3)通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，利用一台或多台虚拟机中相应的系统对机械臂末端进行控制，可通过服务器虚拟化和故障转移群集实现数据中心的高度可用性；
4)在铺放轨迹跟踪控制方面，结合鲁棒控制器和滑模控制器的优点，保证系统具有较强的鲁棒性和抗干扰能力；
5)在阻抗控制器的基础上加入自适应算法，通过铺放力误差实时修正期望轨迹，实现期望铺放力的跟踪，能够有效消除由于系统建模误差、参数误差等原因导致的铺放力跟踪效果差等问题。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种铺放柔顺控制装置，包括：六维力/力矩传感器、接触力误差计算模块、自适应阻抗控制器、鲁棒滑模控制器，其中：
六维力/力矩传感器，用于获取末端铺放头的实时接触力信息；
接触力误差计算模块，用于根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时误差信息，并将所述实时接触力误差信息输入；
自适应阻抗控制器，用于根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
鲁棒滑模控制器，用于根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息之前，还用于：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述自适应阻抗控制器根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹，包括：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，根据自适应阻抗控制器所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量，包括；
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述自适应阻抗控制器通过以下公式计算新的期望轨迹：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建铺放柔顺控制装置，虚拟机实施控制所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
关于铺放柔顺控制装置的具体限定可以参见上文中对于铺放柔顺控制方法的限定，在此不再赘述。上述铺放柔顺控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种铺放柔顺控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取末端铺放头的实时接触力信息；
根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述获取末端铺放头的实时接触力信息之前：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取末端铺放头的实时接触力信息；
根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
所述获取末端铺放头的实时接触力信息之前：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
在其中一个实施例中，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种铺放柔顺控制方法，其特征在于，方法包括：
获取末端铺放头的实时接触力信息；
根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时接触力误差信息；
根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
2.根据权利要求1所述的铺放柔顺控制方法，其特征在于，通过六维力/力矩传感器获取末端铺放头的实时接触力信息。
3.根据权利要求1所述的铺放柔顺控制方法，其特征在于，所述获取末端铺放头的实时接触力信息之前，方法还包括：
检测是否存在接触力；
当未检测到接触力时，控制末端铺放头定位到铺放初始位置；
当检测到接触力时，实时检测所述接触力。
4.根据权利要求1所述的铺放柔顺控制方法，其特征在于，所述根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹，包括：
根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量；
将所述轨迹修正量与期望轨迹叠加得到新的期望轨迹。
5.根据权利要求4所述的铺放柔顺控制方法，其特征在于，根据所述实时接触力误差信息计算轨迹修正量，包括；
获取末端铺放头实时的铺放速度；
根据所述实时接触力误差信息以及实时的铺放速度，计算所述轨迹修正量。
6.根据权利要求5所述的铺放柔顺控制方法，其特征在于，所述新的期望轨迹通过以下公式计算：
其中，g(t)为期望轨迹信号，
为轨迹修正量，λp(t)、λd(t)分别为铺放压力误差的自适应比例、微分增益系数，
为铺放头实时的铺放速度。
7.根据权利要求1所述的铺放柔顺控制方法，其特征在于，通过集群下多个主机建立不同的虚拟机，并在虚拟机上搭建控制系统实施所述控制方法，虚拟机实施控制方法中所产生的数据在云计算系统中采用分布式存储数据。
8.一种铺放柔顺控制装置，其特征在于，所述装置包括：六维力/力矩传感器、接触力误差计算模块、自适应阻抗控制器、鲁棒滑模控制器，其中：
六维力/力矩传感器，用于获取末端铺放头的实时接触力信息；
接触力误差计算模块，用于根据所述实时接触力信息以及期望接触力信息，计算实时接触力与期望接触力的实时误差信息，并将所述实时接触力误差信息输入；
自适应阻抗控制器，用于根据所述实时接触力误差信息计算得到新的期望轨迹；
鲁棒滑模控制器，用于根据所述新的期望轨迹以及所述期望接触力控制铺放头进行铺放。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111215473.XA CN113867153A (zh) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111215473.XA CN113867153A (zh) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113867153A true CN113867153A (zh) | 2021-12-31 |
Family
ID=79000245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111215473.XA Pending CN113867153A (zh) | 2021-10-19 | 2021-10-19 | 铺放柔顺控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Country Status (1)
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112720460A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-30 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人 |
-
2021
- 2021-10-19 CN CN202111215473.XA patent/CN113867153A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112720460A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-30 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 机器人控制方法、装置、计算机可读存储介质及机器人 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李杰, 韦庆, 常文森, 张彭: "基于阻抗控制的自适应力跟踪方法", 机器人, vol. 21, no. 01, pages 23 - 29 * |
| 沈永旺;李铁军;杨冬;: "建筑幕墙安装机器人的力控制分析", 机械设计与研究, vol. 34, no. 02, pages 15 - 20 * |
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