联合仿真下机械臂终端约束模型预测控制方法

作者：张蕾; 李义帅; 王晓华; 王文杰

来源：西安工程大学学报, 2022, 36(04): 118-126.

DOI：10.13338/j.issn.1674-649x.2022.04.017

• 机械臂轨迹跟踪控制
• 模型预测控制
• 终端约束
• 滚动优化
• 联合仿真
• Gazebo

针对机械臂轨迹跟踪控制问题，提出了一种基于终端约束的机械臂轨迹跟踪模型预测控制方法。首先，通过设置目标函数及约束条件将轨迹跟踪问题转化成模型预测控制的数值规划问题；其次，为保证每个预测时域内机械臂能够有效地跟踪期望轨迹，在原约束条件中施加终端状态等式约束；最后，在控制时域内通过滚动优化机制实现反馈校正控制。应用所搭建的Gazebo-Simulink机械臂联合仿真平台对该控制方法的有效性进行验证。结果表明：机械臂各关节在0.31 s内能跟踪上期望轨迹，跟踪误差降低到1×10-3 rad,具有良好的跟踪性能和控制平稳性。

• 单位
  西安工程大学