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公开(公告)号：CN115510567A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202110632092.5
申请日：2021-06-07
Applicant: 上海交通大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/27 , G06N3/12 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供一种柔性机器臂的逆向运动学智能寻优方法、存储介质及设备，所述方法柔性机器臂的逆向运动学智能寻优方法包括：基于柔性机器臂的关节弹簧本构参数构造目标优化函数；分别建立球铰直杆对平台角度的约束条件、关节弹簧形变的约束条件、柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件；基于非线性规划的遗传算法、所述球铰直杆对平台角度的约束条件、所述关节弹簧形变的约束条件、以及所述柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件计算所述目标优化函数的最优解，获取所述柔性机器臂各平台期望位姿和各关节弹簧的期望长度。本发明有效解决了现有技术中对柔性机器臂难以准确合理并且实时地进行逆向运动学求解的技术问题。
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公开(公告)号：CN117369276A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311493741.3
申请日：2023-11-09
Applicant: 上海交通大学重庆研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及机械系统控制领域，特别涉及一种基于数字孪生技术的机械系统模型自更新方法及系统，方法包括根据数字孪生系统状态和机械系统中获取的状态向量计算滑模面，并根据滑模面计算滑模切换变量和迭代误差估计变量；根据滑模面判断数字孪生系统和机械系统之间的误差是否大于设定需求；若误差大于设定需求，则根据迭代误差估计变量构建超定线性方程组，并调用伪逆算法更新数字孪生系统内部系数目标值；数字数字孪生系统根据更新的数字孪生系统内部系数目标值和滑模面计算滑模切换变量和迭代误差估计变量对机械系统进行预测；可以实时鲁棒地弥补数字孪生系统误差，以实现更好的观测、控制与预测性能。
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公开(公告)号：CN113942011B
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202111211689.9
申请日：2021-10-18
Applicant: 上海交通大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供一种SMA驱动空间机器臂避障与目标抓取的智能规划方法，包括：构建步骤：基于关节弹簧本构参数构造目标优化函数；约束步骤：分别建立关节弹簧形变的约束条件、柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件，以及空间障碍物的避障约束条件；目标优化函数步骤：基于非线性规划的遗传算法和上述约束条件计算目标优化函数；智能寻优步骤：找寻目标优化函数的最优解；二分法步骤：基于二分法对解域为空的状态进行判断并更新起始位置，最终获取柔性机器臂各平台期望位姿和各关节弹簧的期望长度。本发明能够有效解决现有技术中空间柔性机器臂难以准确合理并且实时地进行避障与目标抓取、太空碎片清理的技术问题。
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公开(公告)号：CN115648216A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211377307.4
申请日：2022-11-04
Applicant: 上海交通大学
Abstract: 本发明提供了一种SMA驱动的柔性机器臂切换系统及增益分配控制方法，包括SMA弹簧本构特性模块、SMA驱动的机器臂状态方程模块、模型子系统与增益分配控制模块和基于遗传算法寻优的MIMO‑PID模块；SMA弹簧本构特性模块考虑由SMA引入的切换特性；SMA驱动的机器臂状态方程模块结合SMA的本构模型；模型子系统与增益分配控制模块定义切换子系统的概念，引入增益分配控制技术；基于遗传算法寻优的MIMO‑PID模块讨论MIMO系统的PID控制器，目标优化函数；结合增益分配控制技术。本发明通过考虑SMA弹簧的本构特性，明确了切换现象发生的位置与成因，并建立了包含切换现象的柔性机器臂动力学状态方程。此状态方程可为切换系统非线性与控制的研究提供理论基础和数学模型。
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公开(公告)号：CN113942011A
公开(公告)日：2022-01-18
申请号：CN202111211689.9
申请日：2021-10-18
Applicant: 上海交通大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供一种SMA驱动空间机器臂避障与目标抓取的智能规划方法，包括：构建步骤：基于关节弹簧本构参数构造目标优化函数；约束步骤：分别建立关节弹簧形变的约束条件、柔性机器臂末端位置距离目标位置的距离约束条件，以及空间障碍物的避障约束条件；目标优化函数步骤：基于非线性规划的遗传算法和上述约束条件计算目标优化函数；智能寻优步骤：找寻目标优化函数的最优解；二分法步骤：基于二分法对解域为空的状态进行判断并更新起始位置，最终获取柔性机器臂各平台期望位姿和各关节弹簧的期望长度。本发明能够有效解决现有技术中空间柔性机器臂难以准确合理并且实时地进行避障与目标抓取、太空碎片清理的技术问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117369275A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311493579.5
申请日：2023-11-09
Applicant: 上海交通大学重庆研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及机械系统控制领域，特别涉及一种机械系统的模型自校正方法及系统，方法包括考虑机械系统由于参数时变或者建模不准确引发的系统误差，构建线性扩张状态观测系统；设计线性扩张状态观测系统的参数，保证线性扩张状态观测系统的收敛性，在给定机械系统的状态输入下，对机械系统的高阶状态和机械系统的不确定性进行观测和估计；根据线性扩张状态观测系统的扩张状态向量判断当前线性扩张状态观测系统是否需要更新内部系数；若需要更新内部系数，则调用遗忘因子递推最小二乘法，对迭代参数矩阵进行更新，利用更新后的迭代参数矩阵结合扩张状态向量对内部系数进行迭代更新；本发明实时校正内部系数，获得更好预测性能。
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公开(公告)号：CN115688021A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211377349.8
申请日：2022-11-04
Applicant: 上海交通大学
IPC: G06F18/2413 , G06N3/126
Abstract: 本发明提供了一种状态依赖切换系统的边界估计方法及系统，包括：建立待研究对象的状态依赖切换系统，对实际模型与名义模型、实际边界与名义边界进行定义；对比名义模型与实际模型的输出，获取实际边界邻域内的实际切换点，并将此实际切换点存入查找表；基于获取的实际切换点，使用遗传算法对名义边界参数进行寻优，拟合实际边界，并将参数寻优结果存入查找表；基于K‑最近邻算法对多组参数寻优结果进行过滤，以获取最优名义边界参数。本专利提出的边界估计方法，可以较好地避免切换系统边界附近控制器与子系统之间出现失配，进而引发控制失效或模型失稳的现象。
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公开(公告)号：CN117666352A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311685276.3
申请日：2023-12-07
Applicant: 上海交通大学重庆研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明属于切换系统控制技术领域，具体涉及一种基于状态依赖切换系统的边界自校正方法，包括：定义实际系统与名义系统、实际边界与名义边界；引入超螺旋滑模观测算法，依次构建滑模面、滑模切换变量以及误差估计变量，逼近实际系统运动流并估计系统不确定性；构造流切换判据，根据滑模切换变量与误差估计变量，辨识实际系统运动流所处的子空间域；根据流切换时的状态向量，基于遗忘因子递推最小二乘法，反向更新名义边界参数向量，完成边界自校正过程；本发明提出的边界自校正方法，可以实时在线地对实际边界进行逼近，降低实际边界与名义边界之间的失配区域，同时为具有切换行为的控制方法。
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公开(公告)号：CN116466585A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310409359.3
申请日：2023-04-17
Applicant: 上海交通大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供了一种状态依赖切换系统的开环自适应实现方法及系统，包括：步骤S1：基于切换系统动力学模型，利用边界法向量与向量场判断运动流的可通过性，基于运动流的可通过性判断当前运动流是否能够平滑切换；步骤S2：当不能平滑切换时，则基于当前切换系统动力学模型中的控制器选取全驱动主导控制器；步骤S3：对当前全驱动主导控制器依次进行开环校正和开环补偿操作，实现运动流在边界的平滑切换。
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公开(公告)号：CN115933375A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211317262.1
申请日：2022-10-26
Applicant: 上海交通大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提供了一种基于SMA驱动的柔性机器臂失稳抑制方法和系统，包括：步骤1：分析SMA的本构特性，及其引入的输出力不连续特性对系统动力学的影响；步骤2：结合柔性机器臂的物理构型，构建普适的状态方程；步骤3：引入轨迹约束条件，对参考轨迹加以规划，输出期望轨迹；步骤4：结合得到的状态方程与期望轨迹，重构误差动力学方程，并设计滑模控制面和滑模趋近律，给定多输入多输出系统MIMO的SMA滑模控制量，在满足轨迹跟踪精度要求时，输出MIMO时序控制量。本发明通过轨迹约束方法，能有效避免由系统参数不确定引发的控制算法失配或模型失稳的问题，确保柔性机器臂工作于模型可知且可控区域。
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