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| 基于四元数的机械手姿态定向控制 | |
| 摘 要： | 为了有效利用机械手关节自由度,提出机械手的姿态定向控制方法,即保持机械手末端朝向,而允许工具绕某一朝向轴的旋转自运动.四元数法在姿态控制上不存在奇异点,因而采用四元数的方法,实现机械手的姿态定向控制.通过构建姿态定向误差的四元数表述形式,引入姿态定向误差反馈,构造李雅普诺夫函数,证明了其全局稳定性.采用定向控制后,机械手由原先的六维度控制任务转变为五维,从而多出一个冗余度,可以用于提高机械手在避免关节限位、奇异点以及提升可操作度等方面的能力.实验证明,采用该方法能够良好地实现姿态定向误差收敛,验证了理论上的稳定性证明,获得比姿态定位控制更好的运行效果. |
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