憑借特有的自運(yùn)動(dòng),冗余度機(jī)械臂有著更優(yōu)的運(yùn)動(dòng)靈活性與交互能力,而運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和環(huán)境的不確定性使其很難在滿足實(shí)際運(yùn)動(dòng)能力限制的同時(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和力柔順的統(tǒng)一。針對(duì)該問(wèn)題,本文基于冗余度機(jī)械臂的自運(yùn)動(dòng)特性,考慮實(shí)際運(yùn)動(dòng)能力限制,對(duì)運(yùn)動(dòng)柔順和力柔順控制做出了詳細(xì)研究。本文根據(jù)機(jī)械臂的實(shí)際運(yùn)動(dòng)能力限制,構(gòu)造了關(guān)節(jié)位置、速度和驅(qū)動(dòng)力矩的統(tǒng)一優(yōu)化函數(shù),通過(guò)構(gòu)造加權(quán)矩陣實(shí)現(xiàn)了其協(xié)調(diào)優(yōu)化。建立了基于自運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的柔順控制系統(tǒng),分別進(jìn)行了位置控制器、力控制器的設(shè)計(jì)。以回避奇異和回避力為控制目標(biāo),分析了奇異位形的自運(yùn)動(dòng)可回避性,根據(jù)雅克比矩陣元素的線性相關(guān)性分析了將要陷入奇異的關(guān)節(jié);建立機(jī)械臂受力時(shí)的力學(xué)模型,分析了單個(gè)或多個(gè)力作用于機(jī)械臂不同位置的情況,并給出了相應(yīng)的冗余關(guān)節(jié)選擇原則和速度規(guī)劃方法,實(shí)現(xiàn)了基于自運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的柔順控制器設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、力柔順的統(tǒng)一,進(jìn)行了操作空間和零空間運(yùn)動(dòng)引起的關(guān)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(guò)在操作空間和零空間內(nèi)構(gòu)造阻抗關(guān)系實(shí)現(xiàn)力柔順,通過(guò)優(yōu)化零空間速率實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)柔順,實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展操作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)、力柔順混合控制器設(shè)計(jì)。最后將提出的柔順控制方法結(jié)... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(yīng)用于單腿機(jī)器人穩(wěn)定性研究，在減小了機(jī)器人腿部的接觸力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)阻抗的追從。阻抗控制同時(shí)適用于機(jī)械臂的自由和受約束運(yùn)動(dòng)，且控制過(guò)程中無(wú)需進(jìn)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(jī)械臂模型。應(yīng)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(xué)者們把魯棒控制、自適應(yīng)控制理論法結(jié)合起來(lái)，使機(jī)械臂在面對(duì)不確定環(huán)境時(shí)具有更好的自適

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3520519