憑借特有的自運動,冗余度機械臂有著更優(yōu)的運動靈活性與交互能力,而運動的復雜性和環(huán)境的不確定性使其很難在滿足實際運動能力限制的同時實現(xiàn)運動和力柔順的統(tǒng)一。針對該問題,本文基于冗余度機械臂的自運動特性,考慮實際運動能力限制,對運動柔順和力柔順控制做出了詳細研究。本文根據(jù)機械臂的實際運動能力限制,構(gòu)造了關節(jié)位置、速度和驅(qū)動力矩的統(tǒng)一優(yōu)化函數(shù),通過構(gòu)造加權矩陣實現(xiàn)了其協(xié)調(diào)優(yōu)化。建立了基于自運動規(guī)劃的柔順控制系統(tǒng),分別進行了位置控制器、力控制器的設計。以回避奇異和回避力為控制目標,分析了奇異位形的自運動可回避性,根據(jù)雅克比矩陣元素的線性相關性分析了將要陷入奇異的關節(jié);建立機械臂受力時的力學模型,分析了單個或多個力作用于機械臂不同位置的情況,并給出了相應的冗余關節(jié)選擇原則和速度規(guī)劃方法,實現(xiàn)了基于自運動規(guī)劃的柔順控制器設計。為實現(xiàn)運動、力柔順的統(tǒng)一,進行了操作空間和零空間運動引起的關節(jié)力矩解耦,基于李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)給出了解耦控制的穩(wěn)定性證明。通過在操作空間和零空間內(nèi)構(gòu)造阻抗關系實現(xiàn)力柔順,通過優(yōu)化零空間速率實現(xiàn)運動柔順,實現(xiàn)了擴展操作空間內(nèi)運動、力柔順混合控制器設計。最后將提出的柔順控制方法結(jié)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

RCC柔順手腕的工作示意圖

2017 年北理工的王軍政等[31]將阻抗控制應用于單腿機器人穩(wěn)定性研究，在減小了機器人腿部的接觸力的同時實現(xiàn)目標阻抗的追從。阻抗控制同時適用于機械臂的自由和受約束運動，且控制過程中無需進行力和位置控制的模式切換，但軌跡追蹤能力依賴于確定的環(huán)境信息和精確的機械臂模型。應用較多的是基于位置的阻抗控制，其控制框圖如圖 1-3 所示。

- 5 -圖 1-4 力/位混合控制框圖代柔順控制方法控制方法的不斷發(fā)展，學者們把魯棒控制、自適應控制理論法結(jié)合起來，使機械臂在面對不確定環(huán)境時具有更好的自適

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3520519