多轴运动平台的控制方法、装置、终端设备以及存储介质

技术领域

本发明涉及OLED显示装备制造技术领域，尤其涉及一种多轴运动平台的控制方法、装置、终端设备以及计算机存储介质。

背景技术

三轴高精度运动平台作为印刷显示装备的核心运动部件，其控制性能优劣直接决定印刷显示产品质量是否达标。其中，运动平台对OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管，也成为了有机电激光显示、有机发光半导体)喷印规划轨迹的跟踪精度直接影响宏量微墨滴喷射落点的误差大小，继而影响相应像素点的喷印效果；平台运行稳定性与安全性则是保障喷印过程正常运行、成套设备达到工业产线应用要求的必要前提，可避免喷头以及装备上其它精密检测仪器因意外碰撞而损坏。

然而，现有的运动平台控制系统在精度跟踪方面，均仅采用基本PID(ProportionIntegral Differential，结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法)算法及其扩展算法来实现定位/扫描控制及误差补偿，但是这种方式无法给出关于控制稳定性以及跟踪精度可达范围的严格数学证明，因此在大负载工况下很难保证系统鲁棒性与跟踪控制精度。此外，在系统运行安全性方面，现有系统除了设置平台极限位置的硬限位与急停按钮之外，并无从软件算法层面给出主动安全避障措施，从而导致在实际设备的应用过程中，就非常容易出现因系统运行不稳定或人员误操作造成的运动平台与检测仪器或喷头发生碰撞的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多轴运动平台的控制方法、装置、终端设备以及计算机存储介质，旨在保证应用于印刷显示设备的运动平台在达到规划轨迹跟踪精度指标的同时，在运行过程中也不会发生因系统不稳定或人员误操作而与装备其它组件意外碰撞的情况。

为实现上述目的，本发明提供一种多轴运动平台的控制方法，所述多轴运动平台的控制方法应用于印刷显示设备的多轴运动平台，所述多轴运动平台的竖直轴上安装有喷头；

所述多轴运动平台的控制方法包括以下步骤：

根据所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定所述喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；

调用预设的控制障碍函数按照所述实时相对位置生成针对所述喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，所述控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，所述控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；

控制所述喷头按照规划得到的避障路径行进以对各所述障碍物进行实时避让。

可选地，所述方法还包括：

基于预设基础模型、控制策略与运行指标要求，进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计以得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

可选地，所述方法还包括：

获取所述喷头的限位指标和所述障碍物的形状信息；

根据所述限位指标和所述形状信息进行障碍函数设计。

可选地，所述方法还包括：

根据针对所述多轴运动平台的控制精度要求和可控特性设计李雅普诺夫函数。

可选地，在所述进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计之后，所述方法还包括：

针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到各自的离散函数；

根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

可选地，在所述针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到各自的离散函数的步骤之后，所述方法还包括：

针对所述离散函数进行数学证明；

若确认所述离散函数的功能得证，则执行所述根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器的步骤。

可选地，所述喷头上安装有测距传感器，所述方法还包括：

通过所述测距传感器在所述喷头所处竖直方向和所述喷头的行进方向进行距离探测，以得到所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种多轴运动平台的控制装置，所述多轴运动平台的控制装置应用于印刷显示设备的多轴运动平台，所述多轴运动平台的竖直轴上安装有喷头；

所述多轴运动平台的控制装置包括以下步骤：

定位模块，用于根据所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定所述喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；

路径规划模块，用于调用预设的控制障碍函数按照所述实时相对位置生成针对所述喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，所述控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，所述控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；

控制模块，用于控制所述喷头按照规划得到的避障路径行进以对各所述障碍物进行实时避让。

所述多轴运动平台的控制装置的各个功能模块在运行时实现如上述中的多轴运动平台的控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多轴运动平台的控制程序，所述多轴运动平台的控制程序被所述处理器执行时实现如上述中的多轴运动平台的控制方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有多轴运动平台的控制程序，所述多轴运动平台的控制程序被处理器执行时实现如上所述的多轴运动平台的控制方法的步骤。

本发明提出的多轴运动平台的控制方法、装置、终端设备以及计算机可读存储介质，应用于OLED印刷显示设备的多轴运动平台，该多轴运动平台的竖直轴上安装有喷头。本发明根据喷头与多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；之后，调用预设的控制障碍函数按照实时相对位置生成针对喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；最后，控制喷头按照规划得到的避障路径行进以对各障碍物进行实时避让。

相比于传统运动平台控制系统采用的控制方式，本发明通过结合控制障碍函数和控制李雅诺夫函数来设计适用于印刷显示设备三轴运动平台主动安全控制器，如此，本发明能够控制三轴运动平台根据喷头与平台上凸起的障碍物之间的距离信息，对喷头进行沿运动平台竖直轴进行自主的升降调整，从而实现喷头针对各障碍物的主动避障，进而，本发明实现了在保证应用于印刷显示设备的运动平台在达到规划轨迹跟踪精度指标的同时，在运行过程中也不会发生因系统不稳定或人员误操作而与装备其它组件意外碰撞的情况。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行的结构示意图；

图2是本发明一种多轴运动平台的控制方法一实施例的流程示意图；

图3是本发明一种多轴运动平台的控制方法一实施例涉及的喷头与设备的相对位置示意图；

图4是本发明一种多轴运动平台的控制方法一实施例涉及的喷头与平台避障运动示意图；

图5是本发明一种多轴运动平台的控制方法一实施例涉及的主动避障设计流程图；

图6是本发明一种多轴运动平台的控制装置的功能模块结构示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及终端设备的硬件运行环境的结构示意图。

需要说明的是，本发明实施例中涉及的终端设备可以是集成运动平台控制系统以针对印刷显示设备的多轴运动平台进行控制的终端设备。其中，多轴运动平台的竖直轴上安装有喷头。在本发明实施例一些具体的应用场景中，本发明实施例涉及的终端设备具体可以是服务器、个人计算机、平板电脑、便携计算机或者智能手机等终端设备。

如图1所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是非易失性存储器(如，Flash存储器)、高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及多轴运动平台的控制程序。其中，操作系统是管理和控制样本终端设备硬件和软件资源的程序，支持多轴运动平台的控制程序以及其它软件或程序的运行。

在图1所示的终端设备中，用户接口1003主要用于与各个终端进行数据通信；网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，并执行如下步骤：

根据所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定所述喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；

调用预设的控制障碍函数按照所述实时相对位置生成针对所述喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，所述控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，所述控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；

控制所述喷头按照规划得到的避障路径行进以对各所述障碍物进行实时避让。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，并执行如下步骤：

基于预设基础模型、控制策略与运行指标要求，进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计以得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，并执行如下步骤：

获取所述喷头的限位指标和所述障碍物的形状信息；

根据所述限位指标和所述形状信息进行障碍函数设计。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，并执行如下步骤：

根据针对所述多轴运动平台的控制精度要求和可控特性设计李雅普诺夫函数。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，在执行进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计之后，还执行如下步骤：

针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到各自的离散函数；

根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，在执行针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到各自的离散函数的步骤之后，还执行如下步骤：

针对所述离散函数进行数学证明；

若确认所述离散函数的功能得证，则执行所述根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器的步骤。

可选地，所述喷头上安装有测距传感器，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的多轴运动平台的控制程序，并执行如下步骤：

通过所述测距传感器在所述喷头所处竖直方向和所述喷头的行进方向进行距离探测，以得到所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息。

基于上述的终端设备，提出本发明多轴运动平台的控制方法的各实施例，本发明多轴运动平台的控制方法应用于OLED印刷显示设备的多轴运动平台。

需要说明的是，在本实施例中，三轴高精度运动平台作为印刷显示装备的核心运动部件，其控制性能优劣直接决定印刷显示产品质量是否达标。其中，运动平台对喷印规划轨迹的跟踪精度直接影响宏量微墨滴喷射落点的误差大小，继而影响相应像素点的喷印效果；平台运行稳定性与安全性则是保障喷印过程正常运行、成套设备达到工业产线应用要求的必要前提，可避免喷头以及装备上其它精密检测仪器因意外碰撞而损坏。

然而，现有的运动平台控制系统在精度跟踪方面，均仅采用基本PID算法及其扩展算法来实现定位/扫描控制及误差补偿，但是这种方式无法给出关于控制稳定性以及跟踪精度可达范围的严格数学证明，因此在大负载工况下很难保证系统鲁棒性与跟踪控制精度。此外，在系统运行安全性方面，现有系统除了设置平台极限位置的硬限位与急停按钮之外，并无从软件算法层面给出主动安全避障措施，从而导致在实际设备的应用过程中，就非常容易出现因系统运行不稳定或人员误操作造成的运动平台与检测仪器或喷头发生碰撞的情况。

针对上述现象，本发明提出一种应用于印刷显示设备的多轴运动平台的多轴运动平台的控制方法，根据喷头与多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；之后，调用预设的控制障碍函数按照实时相对位置生成针对喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，所述控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；最后，控制喷头按照规划得到的避障路径行进以对各障碍物进行实时避让。

如此，相比于传统运动平台控制系统采用的控制方式，本发明通过结合控制障碍函数和控制李雅诺夫函数来设计适用于印刷显示设备三轴运动平台主动安全控制器，如此，本发明能够控制三轴运动平台根据喷头与平台上凸起的障碍物之间的距离信息，对喷头进行沿运动平台竖直轴进行自主的升降调整，从而实现喷头针对各障碍物的主动避障，进而，本发明实现了在保证应用于印刷显示设备的运动平台在达到规划轨迹跟踪精度指标的同时，在运行过程中也不会发生因系统不稳定或人员误操作而与装备其它组件意外碰撞的情况。

可选地，请参照图2，图2为本发明多轴运动平台的控制方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，本发明多轴运动平台的控制方法当然也可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，为便于理解和阐述，本发明实施例以上述的终端设备作为执行主体来对本发明多轴运动平台的控制方法进行具体阐述。

在本发明多轴运动平台的控制方法的第一实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法，包括：

步骤S10，根据所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定所述喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；

在本实施例中，终端设备在三轴运动平台启动运行的过程当中，通过安装在喷头且与该喷头的工作面平齐的测距传感器，实时的针对该喷头与三轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离进行探测，从而得到该喷头与该障碍物之间的距离信息，之后，终端设备即进一步根据该距离信息确定该喷头在喷头于当前工作行进方向上与该障碍物之间的实时相对位置。

步骤S20，调用预设的控制障碍函数按照所述实时相对位置生成针对所述喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，所述控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，所述控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；

在本实施例中，智能终端在确定到喷头与三轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的实时相对位置之后，立即调用预先结合控制障碍函数和控制李雅普诺夫函数进行设计得到的优化运动控制器，来按照该实时相对位置生成针对该喷头在喷头行进过程中的运动约束条件以进行路径实时规划，从而得到喷头针对该障碍物的避障路径。

步骤S30，控制所述喷头按照规划得到的避障路径行进以对各所述障碍物进行实时避让。

在本实施例中，智能终端在进行实时路径规划以得到喷头针对三轴运动平台表面上凸起的障碍物的避障路径之后，即可立即控制该三轴运动平台各个轴的执行器，来控制该喷头按照该避障路径进行行走从而避让障碍物。

可选地，请参照图3，图3是本发明多轴运动平台的控制方法一实施例涉及的喷头与设备的相对位置示意图。如图3所示，在本实施例中，印刷显示设备(也称作印刷显示装备)中的三轴运动平台作为实现印刷的核心组件，在该三轴运动平台的竖直轴——Z轴上安装有喷头，喷头可基于Z轴的上升和下降进行沿竖直方向平动。同时，喷头还可相对三轴运动平台的另外两轴——X轴和Y轴所构成的水平面进行平移。由于三轴运动平台的平台表面沿X轴方向安装有各种检测设备(图示设备1和设备2)，因此，当喷头以较低高度进行平移时，就可能会与凸出于三轴运动平台表面的各检测设备发生碰撞，从而造成仪器设备的损坏。

需要说明的是，在本实施例中，三轴运动平台表面上凸起的障碍物具体为上述三轴运动平台上突出于平台表面的一个或者多个检测设备。

此外，如图3所示，当喷头与三轴运动平台存在相对运动且喷头也未作防撞设置时，如果Z轴无法自主调节升降实现避障，且此时喷头位置低于各检测设备的高度，那么一旦出现人员误操作的情况则非常容易导致喷头与贵重的检测设备发生碰撞。而通常喷印设备的限位只设置在整个运动轴两端，并无考虑运动行程中的防碰撞问题，而此类情况在调试运行中时有发生。基于此，本发明即通过终端设备运行上述的步骤S10、步骤S20和步骤S30以采用主动安全运动控制策略来实现喷头对移动路径内障碍物的避让，并且，还同时保证了喷头的定位精度。

可选地，在一种可行的实施例中，上述安装在三轴运动平台Z轴上的喷头上，安装有测距传感器，该测距传感器用于探测喷头下部与突出于三轴运动平台上表面的障碍物之间的距离信息。

基于此，本发明多轴运动平台的控制方法还包括：

通过所述测距传感器在所述喷头所处竖直方向和所述喷头的行进方向进行距离探测，以得到所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息。

示例性地，请参见图4，图4为本发明多轴运动平台的控制方法一实施例涉及的喷头与平台避障运动示意图。在本实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法采用的实现思路具体可以为：

(1)、安装与喷头工作面平齐的测距传感器，探测方向分别为竖直向下与喷头在三轴运动平台X轴和Y轴所构成平面上的行进方向，如此，基于该测距传感器即可获取得到喷头相对三轴运动平台表面上凸起的各检测设备的距离信息；

(2)、基于喷头相对三轴运动平台表面上凸起的各检测设备的距离信息获得喷头在行进方向上与“障碍物”之间的实时相对位置变化，从而根据所设计的控制障碍函数来生成运动约束条件，进而规划得出最优避让路径；

(3)、根据实时规划的最优避让路径，由三轴运动平台各轴的执行器共同控制喷头跟踪该最优避障轨迹进行行进，从而实现喷头在运动过程中主动的对各检测设备的实时避让。

在本实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法通过采用上述思路能够令三轴运动平台根据测距传感器实时测得的喷头下部与障碍物之间的距离信息，对喷头进行沿Z轴所在竖直方向上的自主升降调整，进而实现喷头下部针对各障碍物的主动避障功能。

在本实施例中，终端设备在三轴运动平台启动运行的过程当中，通过安装在喷头且与该喷头的工作面平齐的测距传感器，实时的针对该喷头与三轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离进行探测，从而得到该喷头与该障碍物之间的距离信息，之后，终端设备即进一步根据该距离信息确定该喷头在喷头于当前工作行进方向上与该障碍物之间的实时相对位置。之后，终端设备调用预先结合控制障碍函数和控制李雅普诺夫函数进行设计得到的优化运动控制器，来按照该实时相对位置生成针对该喷头在喷头行进过程中的运动约束条件以进行路径实时规划，从而得到喷头针对该障碍物的避障路径。如此，智能终端在进行实时路径规划以得到喷头针对三轴运动平台表面上凸起的障碍物的避障路径之后，即可立即控制该三轴运动平台各个轴的执行器，来控制该喷头按照该避障路径进行行走从而避让障碍物。

相比于传统运动平台控制系统采用的控制方式，本发明通过结合控制障碍函数和控制李雅诺夫函数来设计适用于印刷显示设备三轴运动平台主动安全控制器，如此，本发明能够控制三轴运动平台根据喷头与平台上凸起的障碍物之间的距离信息，对喷头进行沿运动平台竖直轴进行自主的升降调整，从而实现喷头针对各障碍物的主动避障，进而，本发明实现了在保证应用于印刷显示设备的运动平台在达到规划轨迹跟踪精度指标的同时，在运行过程中也不会发生因系统不稳定或人员误操作而与装备其它组件意外碰撞的情况。

可选地，基于上述本发明多轴运动平台的控制方法的第一实施例，提出本发明多轴运动平台的控制方法的第二实施例。在本实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法同样以上述的终端设备作为执行主体。

在本发明实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法，还可以包括：

基于预设基础模型、控制策略与运行指标要求，进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计以得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

在本实施例中，终端设备在根据探测得到的喷头与障碍物之间的实时相对位置，调用控制障碍函数来路径实时规划之前，预先基于连续控制障碍函数(Control BarrierFunction，CBF)和结合控制李雅普诺夫函数(Control Lyapunov Function，CLF)来进行最优目标函数及控制器的设计以实现上述通过实时规划避让路径以主动避障的思路。

示例性地，在本实施例中，终端设备通过考虑三轴运动平台变负载、机构形变、结构参数摄动等影响因素，结合上述控制障碍函数(CBF)和控制李雅普诺夫函数(CLF)设计一类高精度安全运动控制策略，以此使对印刷显示装备中三轴运动平台的控制达到高精度、高效与通用的工业安全应用要求。

可选地，请参见图5，图5是本发明多轴运动平台的控制方法一实施例涉及的主动避障设计流程图。在一种可行的实施例中，终端设备在执行本发明多轴运动平台的控制方法，以基于连续控制障碍函数和结合控制李雅普诺夫函数来进行最优目标函数及控制器的设计时，还可以包括：

获取所述喷头的限位指标和所述障碍物的形状信息；

根据所述限位指标和所述形状信息进行障碍函数设计。

在本实施例中，终端设备在基于连续控制障碍函数和结合控制李雅普诺夫函数来进行最优目标函数及控制器的设计过程中，首先建立三轴运动平台动力学线性模型，以作为设计基于模型控制器的基础，之后，终端设备即可获取设计开发工作人员输入的喷头的限位指标和障碍物的形状信息，从而根据该限位指标和该形状信息，设计合适的障碍函数(CBF)作为后续进行优化计算获得避障路径的约束条件。

可选地，在另一种可行的实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法，还可以包括：

根据针对所述三轴运动平台的控制精度要求和可控特性设计李雅普诺夫函数。

在本实施例中，终端设备在设计合适的障碍函数(CBF)作为后续进行优化计算获得避障路径的约束条件之后，还进一步获取设计开发工作人员输入的喷头的定位控制精度指标要求，从而基于该定位控制精度指标要求和三轴运动平台的可控特性，设计用于判断控制系统稳定性的李雅普诺夫函数(CLF)作为后续保证系统高精度跟踪避障路径的另一约束条件。

需要说明的是，在本实施例中，上述三轴运动平台的可控特性具体可以由终端设备通过建模分析得到。

可选地，在另一种可行的实施例中，在进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计之后，本发明多轴运动平台的控制方法，还可以包括：

针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到离散函数；

根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

在本实施例中，由于所设计算法将应用于实际机械系统中，同时也为了降低优化计算复杂度，终端设备在设计合适的障碍函数(CBF)作为后续进行优化计算获得避障路径的约束条件，和设计用于判断控制系统稳定性的李雅普诺夫函数(CLF)作为后续保证系统高精度跟踪避障路径的另一约束条件之后，还可以进一步对设计得到的障碍函数(CBF)和李雅普诺夫函数(CLF)进行离散化处理。

需要说明的是，在本实施例中，离散后的障碍函数(CBF)和李雅普诺夫函数(CLF)具体可表示为：

ΔV(x

Δh(x

其中，k表示各离散采样时刻，x

然后，智能终端将上述离散后的函数作为约束条件，同时结合喷印过程实际工况给出运动状态以及控制律(电压值)的可达范围，设计鲁棒模型预测轨迹跟踪控制策略，以此实现对控制系统跟踪精度与鲁棒性的同时改善。

需要说明的是，在本实施例中，设计控制器时，用于规划避障路径的控制障碍函数最优目标函数具体可表示为：

s.t.x

ΔV(x

Δh(x

x

x

其中，J

可选地，在一种可行的实施例中，在上述针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到离散函数的步骤之后，本发明多轴运动平台的控制方法，还可以包括：

针对所述离散函数进行数学证明；

若确认所述离散函数的功能得证，则执行所述根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器的步骤。

在本实施例中，终端设备在基于离散后的控制函数设计控制器之后，还可以进一步对设计得到的控制策略进行可行性分析与稳定性数学证明，若得证，则获得适用于印刷显示装备的三轴运动平台主动安全控制控制器。

需要说明的是，在本实施例中，上述优化问题的可行解可保证针对障碍函数(CBF)进行离散过程中涉及CBF的安全集C为不变集，从而使得三轴运动系统可在扰动工况下精确跟踪期望轨迹。此时，若CBF函数h(x

在本实施例中，本发明多轴运动平台的控制方法通过上述设计流程得到的主动安全控制控制器，能够适用于OLED印刷显示装备三轴运动平台的主动安全控制。并且，本发明实施例通过设计控制障碍函数(CBF)，实现了安装在垂向运动轴上的喷头在位移时产生相对水平轴上各种精密观测设备的自主避障动作，防止意外碰撞。

此外，本发明多轴运动平台的控制方法还基于考虑变负载(喷头模组)、导轨形变等影响因素，通过设计控制李雅普诺夫函数，结合鲁棒模型预测控制策略，从而实现变负载、环境因素导致的系统参数摄动等影响下，印刷显示设备三轴运动平台的高精度跟踪/定位功能。

此外，请参照图3，本发明实施例还提出一种多轴运动平台的控制装置，本发明多轴运动平台的控制装置应用于印刷显示设备的多轴运动平台，所述三轴运动平台的竖直轴上安装有喷头；

本发明多轴运动平台的控制装置包括：

定位模块10，用于根据所述喷头与所述多轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息，确定所述喷头在行进方向上与所述障碍物之间的实时相对位置；

路径规划模块20，用于调用预设的控制障碍函数按照所述实时相对位置生成针对所述喷头的运动约束条件以进行路径实时规划，其中，所述控制障碍函数结合运行避让要求和控制李雅普诺夫函数进行设计得到，所述控制李雅普诺夫函数根据控制精度要求进行设计得到；

控制模块30，用于控制所述喷头按照规划得到的避障路径行进以对各所述障碍物进行实时避让。

可选地，本发明多轴运动平台的控制装置，还包括：

函数设计模块，用于基于预设基础模型、控制策略与运行指标要求，进行障碍函数设计和进行李雅普诺夫函数设计以得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

可选地，函数设计模块，还用于获取所述喷头的限位指标和所述障碍物的形状信息；和，根据所述限位指标和所述形状信息进行障碍函数设计。

可选地，函数设计模块，还用于根据针对所述多轴运动平台的控制精度要求和可控特性设计李雅普诺夫函数。

可选地，函数设计模块，还用于针对设计得到的障碍函数和李雅普诺夫函数进行离散化处理得到离散函数；和，根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器。

可选地，函数设计模块，还用于针对所述离散函数进行数学证明；和，若确认所述离散函数的功能得证，则执行所述根据所述离散函数计算得到用于规划避障路径的优化运动控制器的步骤。

可选地，所述喷头上安装有测距传感器，定位模块10，还用于通过所述测距传感器在所述喷头所处竖直方向和所述喷头的行进方向进行距离探测，以得到所述喷头与所述三轴运动平台表面上凸起的障碍物之间的距离信息。

其中，本发明多轴运动平台的控制装置的各个功能模块在运行时所实现的步骤可参照本发明多轴运动平台的控制方法的各个实施例，此处不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种终端设备，该终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多轴运动平台的控制程序，该多轴运动平台的控制程序被所述处理器执行时实现如上述中的多轴运动平台的控制方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的多轴运动平台的控制程序被执行时所实现的步骤可参照本发明多轴运动平台的控制方法的各个实施例，此处不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，应用于计算机，该计算机存储介质可以为非易失性计算机可读计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有多轴运动平台的控制程序，所述运动平台的控制被处理器执行时实现如上所述的多轴运动平台的控制方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的多轴运动平台的控制程序被执行时所实现的步骤可参照本发明多轴运动平台的控制方法的各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机存储介质(如Flash存储器、ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)中，用于控制该存储介质进行数据读写操作的控制器执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。