无力传感器的操纵手柄自适应变阻抗控制

作     者：倪涛 张泮虹 赵泽仁 NI Tao;ZHANG Panhong;ZHAO Zeren

作者机构：燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066000 河北省特种运载装备重点实验室秦皇岛066000 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第6期

页      面：1034-1043,1051页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：河北省重点研发计划(21351802D) 吉林省重点研发计划(20200401130GX) 

主　　题：操纵手柄 柔顺控制 阻抗控制 自适应控制 力估计 

摘      要：设计了一款轻量化和紧凑型的二自由度操纵手柄,并基于该操纵手柄提出了一种无力传感器的自适应变阻抗控制策略。根据操纵员操纵力大小对阻抗参数进行相应的调整以适应操纵员不同的操纵习惯;除了保证精确的位置控制外,加入了操纵手柄末端的速度控制,增强了操纵员的操纵感受。另外,在变阻抗柔顺控制的基础上加入了操纵力估计控制策略,从而避免了由于加装力传感器的额外接线导致系统复杂度增加以及由此带来的测量噪声。证明了所提控制策略在Lyapunov意义下的稳定性,说明了控制误差是收敛的,整个闭环系统的信号响应是一致极限有界的。最后,通过仿真实验以及实际台架实验验证了上述策略的有效性和稳定性。