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一 种基于交叉耦合控制的串联机器人笛卡尔空间 轨迹跟踪方法 潘 军，姜 力 (哈尔滨工业大学机器人技术与 系统国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080) A TrajectoryTrackMethodofSerialRobotBasedonCross——coupledControlin CartesianSpace PAN Jun．JIANGLi (StateKeyLaboratoryofRoboticsandSystem。HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China) 摘要 ：针对 串联机器人在笛卡尔空间轨迹跟踪 Keywords：serialrobot；Cartesian space；cross 问题 ，将交叉耦合策略和机器人运动学结合起来，设 — coupledcontrol；HIT／DLRhand 计 了机器人在笛卡尔空间位置控制中耦合误差的一 般性构建方法，进而提 出了一种新型脱 离动力学模 0 引言 型的控制算法。该算法不仅能保证单个关节的运动 稳定，同时还可以保证所有的关节运动协调，使位置 近年来 ，将交叉耦合技术运用到机器人系统中 误差和耦舍 误差都 收敛到零。最后，设 计 了基 于 日益引起业界关注，并在并联机器人高精度运动控 HIT／DLR灵巧手笛卡 尔空间位置控制 实验 ，验 证 制 中得到了成功应用[1]。目前 ，交叉耦合控制还多 了该方法的有效性。 用于并联机器人和多机器人系统中，因为其耦合性 关键词 ：串联机器人；笛卡尔空间；交叉耦合控 只需要简单比例关系就可实现[2]。交叉耦合方法在 制 ；HIT／DLR灵巧手 串联机器人中应用还较少 ，其耦合误差设计往往有 中图分类号：TP244 较复杂的形式 ，而且还没有统一适用的方法 。在此 文献标识码：A 研究了交叉耦合在串联机器人系统 中的使用方法 ， 文章编号：1001—2257(2010)10—0064—03 通过机器人执行末端轨迹的空间约束和运动学方 Abstract：Aimingatthetrajectorytrackofser— 程 ，构建了串联机器人 同步误差的一般形式，设计出 ialrobotin Cartesian space，ageneralconstruction 了脱离动力学模型的多 自由度串联机器人耦合控制 methodofcoupledposition error，which basedon 算法，并在 HIT／DLR灵巧手上得到了验证 。 cross—coupled strategy and robotkinematics，is 1 机器人耦合误差的构建方法 proposed．FurtherPresentsanew trackingcontrol— lerbasedon thismethod．Thecontrollerdoesnot 设机器人末端的目标约束方程为 ： explicitlyusethedynamicmodelingparametersand fix(t)，3，()，z()]一O (1) canensurethateachmanipulatortracksitsdesired 对 目标轨迹约束方程式 (1)泰勒展开可得 ： trajectorywhilecoordinatingitsmotionwithother fix(t)，(￡)，()]一 ( (￡)，Y()， (￡)] manipulator’Smotion，itcan successf