CN117148765A - 一种仿生机器人的移动方向矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生机器人的移动方向矫正方法,涉及仿生机器人技术领域,该方法通过采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并发送给控制模块。误差补偿模块进行误差自检,计算得到误差因子,修改仿生机器人的控制律,将其发送给控制模块。控制模块根据误差补偿后的控制律对仿生机器人进行运动控制。反馈模块根据定位参数和姿态参数判断仿生机器人是否偏离目标位置,并将反馈信号发送给控制模块,根据反馈信号调整控制律后继续对仿生机器人进行运动控制,并持续反馈调节,直到仿生机器人到达目标位置,停止运动控制。本发明能够减小***误差,提高稳定性和精度,并具有实时反馈控制和偏航检测能力,提高仿生机器人的移动准确度。
Description
技术领域
本发明属于仿生机器人技术领域,具体涉及一种仿生机器人的移动方向矫正方法。
背景技术
仿生机器人的发展与社会的科技进步和需求密切相关。随着计算机科学和机器学习的迅速发展,使得仿生机器人能够更好地感知和理解环境,自主地进行决策和规划,其中,强化学习和模式识别等技术逐渐在仿生机器人控制中得到应用。传感器的应用使得仿生机器人能够获取更多的环境信息,并将其用于控制决策和行为生成。
然而随着仿生机器人的应用场景越来越复杂,对其行为和运动的精确控制要求也越来越高,传统的控制方法难以应对复杂环境和任务需求,因此引入新的控制方法变得迫切。尽管仿生机器人方向控制技术取得了一定的进展,但目前仍存在一些不足之处:
某些仿生机器人控制方法需要进行大量的训练和学习,以适应不同环境和任务,这需要耗费大量的时间和资源;在现有的仿生机器人控制方法中,对于传感器和机械误差方面的鲁棒性和稳定性处理不足,这导致控制结果的不准确性和不稳定性,影响机器人的运动性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿生机器人的移动方向矫正方法,用于解决现有技术中涉及仿生机器人的移动方向矫正的技术问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种仿生机器人的移动方向矫正方法,步骤如下:
步骤S1:传感器模块采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并发送给控制模块;
步骤S2:误差补偿模块对仿生机器人进行误差自检,根据仿生机器人引出的***误差,通过误差计算,得到误差因子,修改仿生机器人的控制律,并发送给控制模块;
步骤S3:控制模块根据误差补偿后的控制律进行仿生机器人的运动控制;
步骤S4:反馈模块实时根据定位参数及姿态参数对仿生机器人是否偏离目标位置进行判断,将反馈信号反馈给控制模块;
步骤S5:控制模块接收反馈模块的反馈信号,调整控制律后进行仿生机器人的运动控制,回到步骤S4;
步骤S6:持续反馈调节,直到仿生机器人反馈模块计算得到Sr=0,即仿生机器人到达目标位置,反馈模块向控制模块发送结束信号,停止对仿生机器人的运动控制。
优选地,在固定坐标系下,定位参数与姿态参数通过(x,y,θ)表示,其中x、y表示仿生机器人的坐标,θ表示仿生机器人的角度。
优选地,控制模块对仿生机器人的运动控制方法包括,通过控制仿生机器人的线速度,控制仿生机器人直线运动的速度和距离;通过控制仿生机器人的角速度,控制仿生机器人转弯的速度和角度;
仿生机器人的线速度式为:
其中,+表示仿生机器人处于向前运动状态,-表示仿生机器人处于向后运动状态;
仿生机器人的角速度式为:
其中Xr、Yr为惯性坐标系下的位置坐标参考,+表示仿生机器人处于向右转弯状态,-表示仿生机器人处于向左转弯状态。
优选地,反馈模块判断是否偏离目标位置的方法,步骤如下:反馈模块接收定位参数后,根据目标位置坐标xtar,ytar,r时刻位置坐标xr,yr和r-1时刻位置坐标xr-1,yr-1,计算出r-1时刻与r时刻时与目标位置坐标相距距离的差值,式为:
ΔS=Sr-Sr-1
若ΔS大于0,则说明仿生机器人远离目标位置,反馈模块向控制模块发送远离信号,将仿生机器人线速度取相反数;
若ΔS小于0,则说明仿生机器人接近目标位置,反馈模块向控制模块发送未远离信号,使仿生机器人线速度保持当前状态;
反馈模块接收姿态参数后,根据目标位置坐标xtar,ytar,r时刻定位参数与姿态参数xr,yr,θr,计算出r时刻时,相对于目标位置的偏航系数δ:
其中,当机器人处于向前运动状态时,k=0,当机器人处于向后运动状态时,k=1;
若偏航系数绝对值小于5%,则说明仿生机器人正沿目标方向移动,反馈模块向控制模块发送未偏离信号,使仿生机器人角速度保持当前状态;
若偏航系数绝对值大于5%,则说明仿生机器人偏离目标方向移动,反馈模块向控制模块发送偏离信号,将仿生机器人角速度取相反数。
优选地,误差计算方法,步骤如下:
首先,对仿生机器人进行误差计算,误差来源于仿生机器人提供动力的装置和仿生机器人中的机械装置;
对仿生机器人运动***中的感性装置进行误差分析,感性装置的总误差为:q总a=q1+q2,其中,q1表示感性装置的合成互感误差,q2表示感性装置的固有误差,固有误差根据感性装置的分类具有不同的值,在仿生机器人运动***中,电动机的固有误差取0.7~0.9;
其中,q1=(gI+gU+(XI-XU)tanω)×100%,其中gI与XI分别为互感电流的比差与角差,gU与XU分别为互感电动势的比差与角差,ω为功率因数角;
使用编码器对仿生机器人运动***的轮系进行误差分析,轮系总误差为:
其中,n表示编码器随仿生机器人运动***的轮系旋转一周的测试点数,qi表示轮系转角在编码器第i次测量时的误差,并且qi=ri-ti,i=0,1,2,…,n,其中,ri表示编码器在第i次测量时的测量数据,ti表示轮系转角在编码器第i次测量时的理论值;
由于两种来源的误差均为独立得到,通过平方差得到仿生机器人的误差因子:
优选地,误差补偿方法,步骤如下:
首先,由当前位置坐标和目标位置坐标可得,坐标差值为:xer=xtar-x,yer=ytar-y;
然后,进行积分误差补偿,用于消除稳态误差,即长时间积累的误差:
积分项输出为:
xI=q∫xerdr
yI=q∫yerdr
其次,进行微分项误差补偿,用于抑制***的超调和振荡:
微分项输出为:
最终,将积分项、微分项结果相加,得到误差补偿后的结果:
xO=xI+xD
yO=yI+yD
本发明还提供了一种仿生机器人的移动方向矫正***,适用于轮式仿生机器人,包括传感器模块、误差补偿模块、控制模块和反馈模块;
传感器模块用于采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并将其发送给反馈模块;定位参数包括仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的定位位置;姿态参数包括仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的角度;传感器模块包括射频识别传感器和陀螺仪;
误差补偿模块用于计算仿生机器人运行过程中存在的***固有误差,并通过误差补偿方法,将补偿后的控制律发送给控制模块;
控制模块用于通过解算控制律,控制仿生机器人的轮系进行运动;轮系是指用于驱动和控制仿生机器人的轮子及其相关组件的集合,主要包括:轮子、轮轴、驱动装置和制动装置;
反馈模块用于当控制模块控制仿生机器人运动后,比对实际运动位置与目标位置的偏差,并将反馈信号发送给控制模块,直到偏航系数小于阈值或仿生机器人达到目标位置。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明通过设置误差计算及误差补偿的技术方案,减小***误差,提高电气特性的稳定性,提高机械装置的精度,采用误差补偿方法可以提高仿生机器人的定位准确性、运动稳定性和目标达成能力,使其能够更好地应对***误差和外部干扰,实现移动方向矫正效果。
2、本发明通过设置实时反馈控制、偏航情况检测和反馈控制角速度调整的技术方案,可以纠正机器人的运动方向,保持在正确的路径上;通过计算偏航系数,可以判断仿生机器人是否偏离目标方向;通过计算当前位置与目标位置之间的距离差值,可以判断仿生机器人是否偏离目标位置;这样的判断能够实时监测机器人的运动状态,确保它朝着目标位置移动;通过实时的位置和姿态参数的反馈控制,该方法可以帮助仿生机器人更准确地移动,确保它能够准确到达目标位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的仿生机器人的移动方向矫正***模块图;
图2示出了本发明的仿生机器人的移动方向矫正方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
参阅图1所示,本实施例提供一种仿生机器人的移动方向矫正***,适用于轮式仿生机器人,包括传感器模块、误差补偿模块、控制模块和反馈模块。
传感器模块用于采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并将其发送给反馈模块。定位参数包括仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的定位位置;姿态参数包括仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的角度;传感器模块包括射频识别传感器和陀螺仪。
误差补偿模块用于计算仿生机器人运行过程中存在的***固有误差,并通过误差补偿方法,将补偿后的控制律发送给控制模块。
控制模块用于通过解算控制律,控制仿生机器人的轮系进行运动。轮系是指用于驱动和控制仿生机器人的轮子及其相关组件的集合,主要包括:轮子、轮轴、驱动装置和制动装置。
反馈模块用于当控制模块控制仿生机器人运动后,比对实际运动位置与目标位置的偏差,并将反馈信号发送给控制模块,直到偏航系数小于阈值或仿生机器人达到目标位置。
在本申请实施例中,传感器模块可以包含但不限于射频识别传感器,作为一种可能的实施方式,仿生机器人传感器模块包含射频识别传感器,仿生机器人的工作场地中,以精确坐标布置射频标签,当仿生机器人运动至工作场地中的任意位置,射频识别传感器读取工作场地中的射频标签,根据射频读取到的射频标签信号强弱,可得到仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的定位位置。传感器模块还可以包含陀螺仪,基于陀螺效应的原理,可以检测到仿生机器人所处的旋转状态,陀螺仪可以测量绕三个轴的旋转速度,通过积分陀螺仪输出的角速度,可以得到仿生机器人在工作场地中惯性坐标系下的角度。
本实施例的有益效果有,通过传感器模块中的射频识别传感器和陀螺仪,可以实时获取仿生机器人在工作环境中的精确定位参数和姿态参数,实现精确的运动控制;误差补偿模块的存在可以帮助检测和计算仿生机器人中存在的误差,并通过补偿措施将修正后的控制律传递给控制模块,有助于提高控制精度,减小误差,并使机器人能够更好地执行预定的运动轨迹;反馈模块负责比对实际运动位置与目标位置的偏差,并将反馈信号发送给控制模块,实时反馈机制使得机器人能够在运动过程中进行闭环控制,不断纠正偏差,直到达到目标位置,有助于提高运动精度和稳定性;通过传感器模块、误差补偿模块、控制模块和反馈模块的配合使用,可以实现精确的定位和姿态控制、提高控制精度、实时反馈和闭环控制、多传感器融合增强定位和姿态测量,以及自适应性和灵活性等有益效果。
实施例2
参阅图2所示,本申请实施例提供一种仿生机器人的移动方向矫正方法,步骤如下:
步骤S1:传感器模块采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并发送给控制模块;
在固定坐标系下,定位参数与姿态参数通过(x,y,θ)表示,其中x、y表示仿生机器人的坐标,θ表示仿生机器人的角度;
步骤S2:误差补偿模块对仿生机器人进行误差自检,根据仿生机器人引出的***误差,通过误差计算,得到误差因子,修改仿生机器人的控制律,并发送给控制模块;
其中仿生机器人的***误差是指由于***本身的固有性能或设计缺陷而引起的偏差或误差,它是测量结果与真实值之间的差异,通常是持续存在的,且在重复运动中会产生一致的偏差,因此,可通过误差补偿进行矫正;
步骤S3:控制模块根据误差补偿后的控制律进行仿生机器人的运动控制;
其中,控制模块对仿生机器人的运动控制通过两部分组成,通过控制仿生机器人的线速度,控制仿生机器人直线运动的速度和距离,通过控制仿生机器人的角速度,控制仿生机器人转弯的速度和角度;
仿生机器人的线速度式为:
其中,+表示仿生机器人处于向前运动状态,-表示仿生机器人处于向后运动状态;
仿生机器人的角速度式为:
其中Xr、Yr为惯性坐标系下的位置坐标参考。
步骤S4:反馈模块实时根据定位参数及姿态参数对仿生机器人是否偏离目标位置进行判断,将反馈信号反馈给控制模块;
反馈模块接收定位参数后,根据目标位置坐标xtar,ytar,r时刻位置坐标xr,yr和r-1时刻位置坐标xr-1,yr-1,计算出r-1时刻与r时刻时与目标位置坐标相距距离的差值,式为:
ΔS=Sr-Sr-1
若ΔS大于0,则说明仿生机器人远离目标位置,反馈模块向控制模块发送远离信号,将仿生机器人线速度取相反数;
若ΔS小于0,则说明仿生机器人接近目标位置,反馈模块向控制模块发送接近信号,使仿生机器人线速度保持当前状态;
反馈模块接收姿态参数后,根据目标位置坐标xtar,ytar,r时刻定位参数与姿态参数xr,yr,θr,计算出r时刻时,相对于目标位置的偏航系数δ:
其中,当机器人处于向前运动状态时,k=0,当机器人处于向后运动状态时,k=1;
若偏航系数绝对值小于5%,则说明仿生机器人正沿目标方向移动,反馈模块向控制模块发送反馈信号,使仿生机器人角速度保持当前状态;
若偏航系数绝对值大于5%,则说明仿生机器人偏离目标方向移动,反馈模块向控制模块发送偏离信号,将仿生机器人角速度取相反数;
步骤S5:控制模块接收反馈模块的反馈信号,调整控制律后进行仿生机器人的运动控制,回到步骤S4;
步骤S6:持续反馈调节,直到仿生机器人反馈模块计算得到Sr=0,即仿生机器人到达目标位置,反馈模块向控制模块发送结束信号,停止对仿生机器人的运动控制。
本实施例的有益效果有,使用误差补偿和反馈控制的方法,通过对***误差进行自检和计算,可以减小或消除仿生机器人在运动过程中的固有偏差或误差,提高机器人的定位和姿态准确性,使其能够更精确地遵循预定的轨迹或目标位置;通过传感器模块实时采集定位参数和姿态参数,并使用反馈模块进行实时判断和反馈,可以使仿生机器人具备自适应能力,当机器人偏离目标位置或目标方向,反馈模块会发送相应的反馈信号给控制模块,从而调整机器人的线速度和角速度,使其重新对准目标位置;通过持续反馈调节,控制模块可以根据反馈信号调整控制律,使仿生机器人的运动更加稳定和精确,反馈控制可以减小运动中的偏差和震荡,提高运动的平滑性和准确性。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上,还提供了误差计算和补偿方法,方法描述如下:
首先,对仿生机器人进行误差计算,误差来源于仿生机器人提供动力的装置和仿生机器人中的机械装置。
在仿生机器人的运动***中,为仿生机器人提供动力的装置均具有一定的电感,装置之间普遍存在互感现象,并且设备回路存在互感压降,使设备的电气特性不稳定、不准确。
对仿生机器人运动***中的感性装置进行误差分析,感性装置的总误差为:q总a=q1+q2,其中,q1表示感性装置的合成互感误差,q2表示感性装置的固有误差,固有误差根据感性装置的分类具有不同的值,在仿生机器人运动***中,电动机的固有误差取0.7~0.9。
其中,q1=(gI+gU+(XI-XU)tanω)×100%,其中gI与XI分别为互感电流的比差与角差,gU与XU分别为互感电动势的比差与角差,ω为功率因数角。
对仿生机器人运动***中的机械装置进行误差分析,对于仿生机器人的轮系,误差可由机械传动轴系误差、轮系的机械安装误差和长期使用导致的金属疲劳误差引入。
在本申请实施例中,使用编码器对仿生机器人运动***的轮系进行误差分析,轮系总误差为:
其中,n表示编码器随仿生机器人运动***的轮系旋转一周的测试点数,qi表示轮系转角在编码器第i次测量时的误差,并且qi=ri-ti,i=0,1,2,…,n,其中,ri表示编码器在第i次测量时的测量数据,ti表示轮系转角在编码器第i次测量时的理论值。
由于两种来源的误差均为独立得到,通过平方差得到仿生机器人的误差因子:
计算出仿生机器人的误差因子后,需要对仿生机器人的控制律进行误差补偿,将补偿后的控制律发送给控制模块。
误差补偿方法步骤如下:
首先,由当前位置坐标和目标位置坐标可得,坐标差值为:xer=xtar-x,yer=ytar-y。
然后,进行积分误差补偿,用于消除稳态误差,即长时间积累的误差:
积分项输出为:
xI=q∫xerdr
yI=q∫yerdr
其次,进行微分项误差补偿,用于抑制***的超调和振荡:
微分项输出为:
最终,将积分项、微分项结果相加,得到误差补偿后的结果:
xO=xI+xD
yO=yI+yD
本实施例的有益效果有,通过对感性装置和机械装置的误差进行计算和分析,可以确定仿生机器人运动***的总误差因子;通过对感性装置的合成互感误差和固有误差以及机械装置的误差进行补偿,可以减小***误差,提高仿生机器人的精度和准确性;感性装置中的互感现象和互感压降可能导致电气特性的不稳定和不准确。通过对感性装置的误差进行补偿,可以提高电气特性的稳定性,使仿生机器人的动力装置提供更准确和稳定的动力输出;机械装置中的传动轴系误差、安装误差和金属疲劳误差等因素可能影响仿生机器人的运动精度。通过对机械装置的误差进行补偿,可以提高机械装置的精度,使仿生机器人的轮系运动更加准确和平稳;根据计算得到的仿生机器人的误差因子,可以对控制律进行误差补偿,补偿后的控制律能够更好地适应***误差,并使仿生机器人的运动更加精确和稳定。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种仿生机器人的移动方向矫正方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:传感器模块采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并发送给控制模块;
步骤S2:误差补偿模块对仿生机器人进行误差自检,根据仿生机器人引出的***误差,通过误差计算,得到误差因子,修改仿生机器人的控制律,并发送给控制模块;
步骤S3:控制模块根据误差补偿后的控制律进行仿生机器人的运动控制;
步骤S4:反馈模块实时根据定位参数及姿态参数对仿生机器人是否偏离目标位置进行判断,将反馈信号反馈给控制模块;
步骤S5:控制模块接收反馈模块的反馈信号,调整控制律后进行仿生机器人的运动控制,回到步骤S4;
步骤S6:持续反馈调节,直到仿生机器人反馈模块判定仿生机器人到达目标位置,反馈模块向控制模块发送结束信号,停止对仿生机器人的运动控制。
2.根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法,其特征在于,步骤S1传感器模块采集的定位参数和姿态参数,在固定坐标系下,通过(x,y,θ)表示,其中x、y表示仿生机器人的坐标,θ表示仿生机器人的角度。
3.根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法,其特征在于,步骤S3控制模块对仿生机器人的运动控制方法,包括通过控制仿生机器人的线速度,控制仿生机器人直线运动的速度和距离;通过控制仿生机器人的角速度,控制仿生机器人转弯的速度和角度;
仿生机器人的线速度式为:
其中,+表示仿生机器人处于向前运动状态,-表示仿生机器人处于向后运动状态;
仿生机器人的角速度式为:
其中Xr、Yr为惯性坐标系下的位置坐标参考,+表示仿生机器人处于向右转弯状态,-表示仿生机器人处于向左转弯状态。
4.根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法,其特征在于,步骤S4反馈模块判断是否偏离目标位置的方法,包括如下步骤:反馈模块接收定位参数后,根据目标位置坐标xtar,ytar,r时刻位置坐标xr,yr和r-1时刻位置坐标xr-1,yr-1,计算出r-1时刻与r时刻时与目标位置坐标相距距离的差值,式为:
ΔS=Sr-Sr-1
若ΔS大于0,则说明仿生机器人远离目标位置,反馈模块向控制模块发送远离信号,将仿生机器人线速度取相反数;
若ΔS小于0,则说明仿生机器人接近目标位置,反馈模块向控制模块发送未远离信号,使仿生机器人线速度保持当前状态;
反馈模块接收姿态参数后,根据目标位置坐标xtar,ytar,r时刻定位参数与姿态参数xr,yr,θr,计算出r时刻时,相对于目标位置的偏航系数δ:
其中,当机器人处于向前运动状态时,k=0,当机器人处于向后运动状态时,k=1;
若偏航系数绝对值小于5%,则说明仿生机器人正沿目标方向移动,反馈模块向控制模块发送未偏离信号,使仿生机器人角速度保持当前状态;
若偏航系数绝对值大于5%,则说明仿生机器人偏离目标方向移动,反馈模块向控制模块发送偏离信号,将仿生机器人角速度取相反数。
5.根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法,其特征在于,步骤S2误差计算方法,包括如下步骤:
首先,对仿生机器人进行误差计算,误差来源于仿生机器人提供动力的装置和仿生机器人中的机械装置;
对仿生机器人运动***中的感性装置进行误差分析,感性装置的总误差为:q总a=q1+q2,其中,q1表示感性装置的合成互感误差,q2表示感性装置的固有误差,固有误差根据感性装置的分类具有不同的值,在仿生机器人运动***中,电动机的固有误差取0.7~0.9;
其中,q1=(gI+gU+(XI-XU)tanω)×100%,其中gI与XI分别为互感电流的比差与角差,gU与XU分别为互感电动势的比差与角差,ω为功率因数角;
使用编码器对仿生机器人运动***的轮系进行误差分析,轮系总误差为:
其中,n表示编码器随仿生机器人运动***的轮系旋转一周的测试点数,qi表示轮系转角在编码器第i次测量时的误差,并且qi=ri-ti,i=0,1,2,…,n,其中,ri表示编码器在第i次测量时的测量数据,ti表示轮系转角在编码器第i次测量时的理论值;
由于两种来源的误差均为独立得到,通过平方差得到仿生机器人的误差因子:
计算出仿生机器人的误差因子后,需要对仿生机器人的控制律进行误差补偿,将补偿后的控制律发送给控制模块。
6.根据权利要求1所述的一种仿生机器人的移动方向矫正方法,其特征在于,步骤S2误差补偿方法,包括如下步骤:
首先,由当前位置坐标和目标位置坐标可得,坐标差值为:xer=xtar-x,yer=ytar-y;
然后,进行积分误差补偿,用于消除稳态误差,即长时间积累的误差:
积分项输出为:
xI=q∫xerdr
yI=q∫yerdr
其次,进行微分项误差补偿,用于抑制***的超调和振荡:
微分项输出为:
最终,将积分项、微分项结果相加,得到误差补偿后的结果:
xO=xI+xD
yO=yI+yD。
7.一种仿生机器人的移动方向矫正***,其特征在于,适用于轮式仿生机器人,包括传感器模块、误差补偿模块、控制模块和反馈模块;
传感器模块用于采集仿生机器人的定位参数和姿态参数,并将其发送给反馈模块;定位参数包括仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的定位位置;姿态参数包括仿生机器人在工作环境中惯性坐标系下的角度;传感器模块包括射频识别传感器和陀螺仪;
误差补偿模块用于计算仿生机器人运行过程中存在的***固有误差,并通过误差补偿方法,将补偿后的控制律发送给控制模块;
控制模块用于通过解算控制律,控制仿生机器人的轮系进行运动;轮系是指用于驱动和控制仿生机器人的轮子及其相关组件的集合,主要包括:轮子、轮轴、驱动装置和制动装置;
反馈模块用于当控制模块控制仿生机器人运动后,比对实际运动位置与目标位置的偏差,并将反馈信号发送给控制模块,直到偏航系数小于阈值或仿生机器人达到目标位置。
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