控制理论与应用

作者：王健发,王耀南,陈文锐,刁强

单位：湖南大学,湖南大学,湖南大学,湖南大学

关键词：动态运动基元; 轨迹规划; 虚拟阻抗; 避障

基金：国家自然科学基金项目(61733004), 湖南省自然科学基金项目(2020JJ5054)资助.

动态运动基元(DMPs)轨迹规划方法可以简化机械臂控制中参数调整的复杂过程, 快速生成运动轨迹, 但是面对姿态的流形特性以及跨零点情况, 现有的DMPs很难达到预期的效果. 本文提出了一种基于改进DMPs的笛卡尔空间6D轨迹规划方法. 该方法采用四元数描述姿态, 实现了位置轨迹与姿态轨迹的无奇异表示. 通过解耦强迫函数与起–终点状态差值项之间的关联, 消除了跨零点引起的轨迹抖动、无法生成与翻转等问题. 此外, 基于机械臂和障碍物间的距离与偏角建立了虚拟阻抗关系, 并将其耦合到动力学模型中, 实现了机械臂末端的避障控制, 避免了避障行为过早问题, 有利于减少消耗. 机械臂6D轨迹规划仿真和实验表明, 本文提出的改进DMPs方法有效.

来源：2022年第5期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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