酒醅取料机器人的输出速度钳位阻抗控制

作     者：王素钢 田建艳 李济甫 尉小雪 翟鑫鹏 

作者机构：太原理工大学电气与动力工程学院 山西万立科技有限公司 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：山西省重点研发计划(202102150401006) 

主　　题：酒醅取料 加速度突变 直线轨迹规划 阻抗控制 输出速度钳位 

摘      要：针对酒醅取料机器人的取料装置从未切入酒醅的轨迹运动到切入酒醅的阻抗控制运动过程中加速度突变和速度不可控的问题，提出一种输出速度钳位阻抗控制策略。首先分析地缸中心区域酒醅的挖取控制各阶段特点，搭建力跟踪控制系统，分析挖斗与酒醅交互过程中速度的变化；然后采用四阶多项式函数拟合S型曲线进行直线轨迹规划，同时采用阻抗控制速度积分赋积分初值和钳位积分和的方法进行输出速度钳位；最后分别通过仿真和物理对比实验，将有、无输出速度钳位的阻抗控制进行比较，表明采用输出速度钳位的阻抗控制，能够改善加速度突变问题，不超过最大速度，增强速度的可控性。该方法可以在机器人酒醅取料控制过程中降低对设备的损坏，避免机器人负荷过载报警，提高酒醅取料机器人酒醅挖取过程的稳定性。