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機(jī)械手的避障控制

2020-02-13 10:09:50

機(jī)械手的避障控制

導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余自由度是指機(jī)械手擁有比它的末端所需要的自由度更多的自由度。運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余自由度的機(jī)械手具有比非冗余自由度的機(jī)械手更好的性能。例如，非冗余自由度的機(jī)械手在外部環(huán)境中有障礙物時(shí)受到非常大的限制，運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余自由度的機(jī)械手就能很好的完成任務(wù)。由于奇異點(diǎn)的存在，非冗余自由度的機(jī)械手的工作空間受到限制，運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余自由度的機(jī)械手就能很好的解決這類問(wèn)題。

冗余自由度的機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)控制中能夠優(yōu)化各種性能指標(biāo)，如：限制關(guān)節(jié)角度，小化機(jī)械手關(guān)節(jié)角速度、角加速度、關(guān)節(jié)力矩、能量等。因此，具有運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余自由度的機(jī)械手得到了廣泛的應(yīng)用，其中躲避障礙物就是一個(gè)非常重要的應(yīng)用。
一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械手的避障控制主要有兩種方法。一種方法是在高層進(jìn)行路徑規(guī)劃，使機(jī)械手末端通過(guò)離線路徑規(guī)劃來(lái)避障礙物。這種方法能夠保證機(jī)械手的全局優(yōu)化，但它卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線控制。另一種方法是通過(guò)機(jī)械手的控制器在線進(jìn)行避障。對(duì)于在線避障的控制，許多學(xué)者都提出了自己的方法。許多算法是基于偽逆矩陣法。機(jī)械手的避障控制能夠使機(jī)械手在工作過(guò)程中避開(kāi)障礙物，充分發(fā)揮冗余自由度的機(jī)械手的優(yōu)越性能。

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