[1]陈 壮,王宪伦,陈 闪.基于优化ADRC的单臂机器人轨迹跟踪研究[J].机械与电子,2020,(10):77-80.
　CHEN Zhuang,WANG Xianlun,CHEN Shan.Study on Trajectory Tracking of Single-arm Robot Based on Optimized ADRC[J].Machinery & Electronics,2020,(10):77-80.
点击复制

基于优化ADRC的单臂机器人轨迹跟踪研究()
分享到：

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年10期
页码:
77-80
栏目:
智能工程
出版日期:
2020-10-15

文章信息/Info

Title:
Study on Trajectory Tracking of Single-arm Robot Based on Optimized ADRC
文章编号:
1001-2257（2020）10-0077-04
作者:
陈 壮1; 王宪伦2; 陈 闪3
1. 芯恩(青岛)集成电路有限公司，山东 青岛 266000;
2 青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 266061; 
3.青岛滨海学院机电工程学院，山东 青岛 266555
Author(s):
CHEN Zhuang1; WANG Xianlun 2; CHEN Shan3
1. SiEn (Qingdao) Integrated Circuits Co., Ltd., Qingdao 266000,China;
2. College of Electromechanical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061,China;
3. College of Mechanical and Electrical Engineering, Qingdao Binhai UniversityQingdao 266555,China
关键词:
轨迹规划; 自抗扰控制器; 神经网络; 单臂机器人
Keywords:
trajectory planning;  ADRC;  neural network;  single-arm robot
分类号:
TP242.6
文献标志码:
A
摘要:
针对机器人在不确定环境下受到内外界挠动的影响，末端执行器不能跟踪已规划的轨迹运行，以Kinova MICO2机器人为例，研究轨迹自抗挠跟踪模型。建立了机器人关节空间运动模型，根据挠动特点构造了二阶ADRC框架模型，解决了末端执行器偏离规划轨迹的问题。分析了机器人ADRC参数对轨迹跟踪的意义，为了确保系统跟踪的动态稳定性，建立GA-RBF网络优化了原始ADRC。最后分析轨迹跟踪前后的离散点绝对误差，验证机器人轨迹跟踪的可靠性。实验结果表明，GA-RBF优化的ADRC使得机器人实际轨迹能较好收敛于理想的规划轨迹，为工业应用中对轨迹要求较高的任务提供算法参考。
Abstract:
Aiming at the fact that robot is affected by the internal and external disturbance in the uncertain environment, and the end effector can‘t track the planned trajectory, Kinova MICO 2 robot is used as an example to study the trajectory active disturbance rejection tracking model. Firstly, the spatial motion model of the robot joint is established, and the second-order ADRC frame model is constructed according to the characteristics of the disturbance, which solves the problem that the end effector deviates from the planned trajectory. Secondly, the significance of ADRC parameters to trajectory tracking is analyzed. In order to ensure the dynamic stability of system tracking, GA_RBF network is established to optimize the original ADRC. Finally, the absolute error of discrete points before and after trajectory tracking is analyzed, and the reliability of robot trajectory tracking is verified by analyzing the error. The experimental results show that the ADRC optimized by GA_RBF makes the actual trajectory of the robot converge to the ideal planning trajectory, which provides algorithm reference for the tasks with high trajectory requirements in industrial applications.

参考文献/References:

［ １ ］ 　 李 杰 ，齐 晓 慧 ，万 慧 ，等 ． 自 抗 扰 控 制 ：研 究 成 果 总 结 与展 望 ［ Ｊ ］ ． 控 制 理 论 与 应 用 ， ２０１７ ， ３４ （ ３ ）： ２８１-２９５ ．
［ ２ ］ 　ＹＵＢ ，ＫIＭＳ ，SＵＫＪ．Ｒｏｂｕｓｔ ｃｏｎｔrｏｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａ ＤＲＣ ａｎｄ Ｄ ＯＢＣ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ｓｃａｌｅ ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ ［ Ｊ ］ ．ＩＦＡＣ ＰａｐｅｒｓＯｎＬｉｎｅ ，２０１９ ， ５２ （ １２ ）： １４０- １４５ ．
［ ３ ］ 　Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｚ ，Ｙ Ａ Ｎ Ｙ Ｄ ，Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｊ ，ｅｔ ａｌ． Ｒｏｂｕｓｔ ｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｄ Ｃ- Ａ Ｃ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｗｉｔｈ ｌｏａｄ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｖｉａ ａ Ｈ Ｄ Ｏ ＢＣ ａｐｐｒｏａｃｈ ［ Ｊ ］ ．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ＩＩ ： ｅｘｐｒｅｓｓ ｂｒｉｅｆｓ ， ２０１９ ， ６６ （ ７ ）： １１７２ - １１７６ ．
［ ４ ］ 　 廖 薇 ，赵 延 明 ，刘 德 顺 ,等 ．电 驱 动 海 洋 绞 车 主 动 升 沉 补偿 自 抗 扰 控 制 系 统 ［ Ｊ ］．中 国 机 械 工 程 ，２０１８ ， ２９ （ ２４ ）：２９９９- ３００８ ．
［ ５ ］ 　 李 殿 起 ，段 勇 ． 用 跟 踪 微 分 器 实 现 机 器 人 自 抗 扰 控 制［ Ｊ ］ ． 兵 工 学 报 ， ２０１６ ， ３７ （ ９ ）：１７２１-１７２９ ．
［ ６ ］ 　Ｍ Ｅ ＬＩＮ Ｇ ＵＩ Ａ ，Ｍ Ｅ Ｒ Ｚ Ｏ Ｕ ＫＩ Ｒ ， Ｍ Ｂ Ｅ Ｄ Ｅ Ｊ Ｂ ， ｅｔ ａｌ．Ｑ ｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｓｅ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｍ ｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ａ Ｃｏ ｍ ｐａｃｔ Ｂｉｏｎｉｃ Ｈ ａｎｄｌｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｔｒｕｎｋ ［ Ｊ ］ ．ＩＦ Ａ Ｃ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｖｏｌｕ ｍｅｓ ， ２０１４ ， ４７ （ ３ ）： ９３５３- ９３５８ ．
［ ７ ］ 　ＬＩＵ Ｘ ， Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｃ Ｇ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｚ Ｇ ， ｅｔ ａｌ． Ｎｅｕｒｏａｄａｐｔｉｖｅ ｏｂｓｅｒｖｅｒ ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｊｏｉｎｔ ｒｏｂｏｔ ［ Ｊ ］ ．Ｎｅｕｒｏｃｏ ｍ ｐｕｔｉｎｇ ， ２０１８ ， ２７５ ： ７３-８２ ．
［ ８ ］ 　 李 勰 ，李 语 心 ，杨 振 ，等 ． 基 于Ａ Ｄ- Ｒ Ｃ 的 液 压 支 护 机 器人 自 适 应 控 制 ［ Ｊ ］ ． 机 械 与 电 子 ， ２０１８ ， ３６ （ ４ ）： ７１-７５ ．
［ ９ ］ 　 赵 翔 宇 ． 六 自 由 度 机 械 臂 及 其 控 制 系 统 的 研 究 ［ Ｄ ］ ． 哈尔 滨 ：哈 尔 滨 理 工 大 学 ， ２０１９ ．

相似文献/References:

[1]张浩杰,李伟达,李娟,等.一种个体自适应康复训练机器人机构的研究[J].机械与电子,2019,(03):72.
　ZHANG Haojie,LI Weida,LI Juan,et al.Research on an Individual Adaptive Rehabilitation Training Robot Mechanism[J].Machinery & Electronics,2019,(10):72.
[2]孙军,张家亮,马玲.Dobot机械臂建模仿真与轨迹规划算法研究[J].机械与电子,2016,(06):72.
　SUN Jun,ZHANG Jialiang,MA Ling.Research on Modeling and Simulation, and Trajectory Planning Algorithms for Dobot Manipulators[J].Machinery & Electronics,2016,(10):72.
[3]卢佳园１,谢宗武２,吴广鑫３.空间机器人遥操作系统设计[J].机械与电子,2020,(02):71.
　,Design of Teleoperation System for Space Robot[J].Machinery & Electronics,2020,(10):71.
[4]蒋如飞,张伟军.激光导航小车入库规划[J].机械与电子,2020,(04):67.
　.Laser Navigation Vehicle Narrow Parking SpacePlanning[J].Machinery & Electronics,2020,(10):67.
[5]杨亮亮,方世坛.焊接机器人的摆动焊接轨迹规划策略研究[J].机械与电子,2023,41(01):39.
　YANG Liangliang,FANG Shitan.Research on Swing Welding Trajectory Planning Strategy of Welding Robot[J].Machinery & Electronics,2023,41(10):39.
[6]李 檬,李成刚,钱鸿巍,等.坝面钢筋网内混凝土振捣机器人轨迹规划[J].机械与电子,2023,41(02):61.
　LI Meng,LI Chenggang,QIAN Hongwei,et al.Trajectory Planning of Concrete Vibrating Robot in Reinforcement Mesh of Dam Surface[J].Machinery & Electronics,2023,41(10):61.
[7]高元将,黄明思,谢盛顿,等.基于粒子群算法的机械平台自动升降轨迹控制方法[J].机械与电子,2023,41(05):72.
　GAO Yuanjiang,HUANG Mingsi,XIE Shengdun,et al.Automatic Lifting Trajectory Control Method of Mechanical Platform Based on Particle Swarm Algorithm[J].Machinery & Electronics,2023,41(10):72.
[8]曾国耀,曾国艺,肖小华.基于机械手搬运工件的生产线高效智能拣配系统[J].机械与电子,2023,41(09):37.
　ZENG Guoyao,ZENG Guoyi,XIAO Xiaohua.High Efficiency Intelligent Picking System for Production Line Based on Manipulator Handling Workpieces[J].Machinery & Electronics,2023,41(10):37.
[9]倪 奕,俞建峰,等.基于多目标遗传算法的电梯井道钻孔机器人轨迹规划[J].机械与电子,2023,41(11):49.
　NI Yi,YU Jianfeng,et al.Trajectory Planning of Drilling Robot for Elevator Shaft Based on Multi-objective Genetic Algorithm[J].Machinery & Electronics,2023,41(10):49.
[10]何 涛,王 超,杨雨升.基于改进 D-H 的隧道摄像头清洗机器人运动学分析[J].机械与电子,2024,42(08):50.
　HE Tao,WANG Chao,YANG Yusheng,et al.Kinematic Analysis of Tunnel Camera Cleaning Robot Based on Modified D-H[J].Machinery & Electronics,2024,42(10):50.

备注/Memo

备注/Memo:
收 稿 日 期 ： ２０２０-０４- ２９
作 者 简 介 ：陈 　 壮 （ １９９５ － ），男 ，山 东 青 岛 人 ，硕 士 ，工 程 师 ，研 究 方 向 为 机 器 人 视 觉 及 运 动 控 制 ，通 信 作 者 ；王 宪 伦 　 （ １９７８ － ），男 ，山 东青 岛 人 ，博 士 ，副 教 授 ，研 究 方 向 为 机 器 人 视 觉 及 人 工 智 能 ；陈 　 闪 　 （ １９８６ － ），女 ，山 东 青 岛 人 ，工 程 师 ，研 究 方 向 为 煤 矿 智 能 机器 人 。
更新日期/Last Update: 2020-09-28