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基于反步法的机械臂鲁棒自适应位置/力控制

中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第1期38卷 172-176页

作者：李树荣马慧超中国石油大学信息与控制工程学院山东青岛266580 中石化天津液化天然气有限责任公司天津300457

针对机械臂终端受环境约束而产生的位置/力控制问题,提出一种鲁棒自适应控制算法。该方案采用反步法的思想设计具有全局收敛特性的位置/力控制器,根据坐标变换得到降阶的动力学模型,设计中考虑了驱动电机模型使控制器更符合实际控制要求... 详细信息

针对机械臂终端受环境约束而产生的位置/力控制问题,提出一种鲁棒自适应控制算法。该方案采用反步法的思想设计具有全局收敛特性的位置/力控制器,根据坐标变换得到降阶的动力学模型,设计中考虑了驱动电机模型使控制器更符合实际控制要求,并将其分解为动力学控制器和电机控制器两部分以降低设计难度。利用自适应方法对动力学模型中的非线性部分和未知扰动进行补偿,采用鲁棒控制克服电机参数的不确定性的影响。二自由度机械臂的仿真结果表明,系统能快速有效跟踪参考信号,说明该控制器是有效的。

关键词：刚性机械臂反步法鲁棒自适应控制位置力跟踪

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机器人模糊神经网络阻抗控制

系统仿真学报 2004年第11期16卷 2614-2617页

作者：温淑焕燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

提出一种以位置控制为基础的模糊神经网络阻抗控制结构,它根据力误差修正参考位置,使机器人与环境的实际接触力跟踪期望力。利用模糊神经网络学习参考位置,不需要环境位置和刚度的先验知识。这种方法有误差补偿作用,对干扰和环境等不确... 详细信息

提出一种以位置控制为基础的模糊神经网络阻抗控制结构,它根据力误差修正参考位置,使机器人与环境的实际接触力跟踪期望力。利用模糊神经网络学习参考位置,不需要环境位置和刚度的先验知识。这种方法有误差补偿作用,对干扰和环境等不确定因素具有鲁棒性,仿真结果表明了控制方案的有效性。

关键词：模糊神经网络机器人阻抗控制力跟踪

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基于阻抗控制的自适应力跟踪方法

机器人 1999年第1期21卷 23-29页

作者：李杰韦庆常文森张彭国防科技大学自动控制系

本文针对阻抗控制不能精确控制力的缺陷，提出了一种自适应的力跟踪策略．它根据力误差在线修正参考位置，使机械手的实际接触力跟踪期望力．这种方法对补偿误差、干扰和环境知识等不确定因素具有鲁棒性，而且计算量小，符合实时控制的... 详细信息

本文针对阻抗控制不能精确控制力的缺陷，提出了一种自适应的力跟踪策略．它根据力误差在线修正参考位置，使机械手的实际接触力跟踪期望力．这种方法对补偿误差、干扰和环境知识等不确定因素具有鲁棒性，而且计算量小，符合实时控制的要求．实验研究证明了该方法的有效性．

关键词：阻抗控制力跟踪机器人机械手自适应力跟踪

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踝关节康复机器人主动训练柔顺控制研究

系统仿真学报 2020年第1期32卷 54-60页

作者：刘延斌庞翔元张彦斌郭冰菁韩建海河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

为保证踝关节康复机器人能为主动康复训练的患者准确提供任意性质的训练力,以气动肌肉冗余并联驱动踝关节康复机器人为对象,研究无误差力跟踪方法和主动训练柔顺控制策略。建立了踝关节康复机器人的动力学模型,基于阻抗控制理论研究了... 详细信息

为保证踝关节康复机器人能为主动康复训练的患者准确提供任意性质的训练力,以气动肌肉冗余并联驱动踝关节康复机器人为对象,研究无误差力跟踪方法和主动训练柔顺控制策略。建立了踝关节康复机器人的动力学模型,基于阻抗控制理论研究了无误差力跟踪的轨迹规划方法,运用李亚谱诺夫稳定性理论提出了气动肌肉冗余并联驱动的柔顺控制策略,以助力和抗阻两种主动训练模式为例,进行了康复训练控制仿真,结果表明,所提出的力跟踪方法和柔顺控制策略不仅能确保主动训练的安全性,还能为训练提供任意而准确的助力和阻力。

关键词：踝关节康复机器人主动康复训练力跟踪柔顺控制气动肌肉

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面向打磨机械臂的自适应阻抗控制算法

机床与液压 2023年第9期51卷 16-21页

作者：沈孝龙王吉芳张月涛苏鹏北京信息科技大学机电工程学院北京100192

传统基于位置的定阻抗控制器进行柔顺控制时,力跟踪性能取决于控制器对环境信息的了解程度,且阻抗参数值需经多次试验确定,一旦环境发生变化需要重新多次试验确定各参数值。为降低环境信息的未知性对力跟踪效果的影响和阻抗参数调节的不... 详细信息

传统基于位置的定阻抗控制器进行柔顺控制时,力跟踪性能取决于控制器对环境信息的了解程度,且阻抗参数值需经多次试验确定,一旦环境发生变化需要重新多次试验确定各参数值。为降低环境信息的未知性对力跟踪效果的影响和阻抗参数调节的不便,通过力偏差与机器人终端速度设计自适应补偿器对参考轨迹进行补偿,从而间接调整阻抗参数,提高系统对未知环境的自适应性。仿真试验结果表明:该方法相对定阻抗参数法,20 N期望力下力跟踪稳态误差在5%内,过渡到稳态时间短,能够很好地适应未知环境。

关键词：机械臂未知环境自适应阻抗控制力跟踪

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电液力伺服系统的反馈线性化滑模控制研究

机电工程 2023年第6期40卷 860-866页

作者：李骥鹏孙春耕段志杰谭颖昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

针对电液力伺服系统具有参数不确定性、不确定非线性和外部干扰等问题,将反馈线性化理论与滑模控制理论相结合,提出了一种基于反馈线性化的滑模控制方法,实现了对电液力伺服系统进行较高精度跟踪的目的。首先,建立了电液力伺服系统的非... 详细信息

针对电液力伺服系统具有参数不确定性、不确定非线性和外部干扰等问题,将反馈线性化理论与滑模控制理论相结合,提出了一种基于反馈线性化的滑模控制方法,实现了对电液力伺服系统进行较高精度跟踪的目的。首先,建立了电液力伺服系统的非线性数学模型,采用微分几何理论将非线性系统中的动态特性变换为线性的动态特性,实现了输入—状态的精确线性化;然后,在控制器中引入了滑模变结构控制,设计了反馈线性化滑模控制器,基于李雅普诺夫稳定性原理,证明了基于反馈线性化控制器的稳定性;最后,利用MATLAB/Simulink软件建立了电液力伺服系统及控制器的仿真模型,对设计的基于反馈线性化控制器进行了仿真验证,分析了不同幅值的信号、随机干扰对系统控制效果的影响。仿真实验结果表明:与PID控制算法相比,采用基于反馈线性化控制算法力使跟踪误差缩小了96.7%,调整时间缩短了90%。研究结果表明:基于反馈线性化控制算法能有效降低非线性因素对跟踪精度的影响,提高系统的力跟踪精度,具有更好的鲁棒性和更优的控制效果。

关键词：电液伺服系统反馈线性化滑模控制算法力跟踪鲁棒性 MATLAB/Simulink

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基于液压机械臂的主动柔顺控制

武汉科技大学学报 2022年第2期45卷 127-134页

作者：罗建雄赵慧蒋林武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院湖北武汉430081

为了提高液压机械臂的人机物理接触安全性,本文基于液压转角自伺服柔顺关节构建液压机械臂模型,通过仿真模拟研究了机械臂与外界发生意外碰撞及主动接触时的主动柔顺控制。模拟结果表明,当机械臂与环境发生意外碰撞时,借助所改进的阻抗... 详细信息

为了提高液压机械臂的人机物理接触安全性,本文基于液压转角自伺服柔顺关节构建液压机械臂模型,通过仿真模拟研究了机械臂与外界发生意外碰撞及主动接触时的主动柔顺控制。模拟结果表明,当机械臂与环境发生意外碰撞时,借助所改进的阻抗控制策略,机械臂可以快速逃离碰撞物并与碰撞物保持一个安全的接触力值;当机械臂对未知环境进行力控任务时,采用变阻尼阻抗控制可以实现零稳态误差、低过冲和快速上升的力响应。

关键词：液压机械臂主动柔顺控制阻抗控制柔顺关节 PI控制力跟踪

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适应未知环境的模糊阻抗控制方法

机械设计与制造 2023年第11期393卷 291-294页

作者：沈逸超卢岩姚逸辉庄春刚上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为改进机器人力跟踪的实时性、稳定性,对自适应阻抗控制算法进行研究。把模糊逻辑控制器与阻抗控制器相合,使阻抗控制参数能随实际工况而变化,该方法可以使得机械臂末端接触力更加准确跟踪期望力。利用MATLAB/Simulink建立了系统控制模... 详细信息

为改进机器人力跟踪的实时性、稳定性,对自适应阻抗控制算法进行研究。把模糊逻辑控制器与阻抗控制器相合,使阻抗控制参数能随实际工况而变化,该方法可以使得机械臂末端接触力更加准确跟踪期望力。利用MATLAB/Simulink建立了系统控制模型,并使用模糊控制在三种不同的工况下对目标阻抗控制的参数m、b、k进行动态的调整。结果表明,模糊阻抗控制通过选择合适的阻抗控制参数将改善阻抗控制中对期望力和期望轨迹的跟踪效果,而传统的定参数阻抗控制框架无法适应多变复杂的加工工况。该阻抗控制方法实现了变阻抗控制,能够很好地实现机械臂的力跟踪。

关键词：模糊控制器阻抗控制自适应参数力跟踪

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行李表面主被动柔顺贴标方法研究

计算机应用与软件 2019年第8期36卷 120-124页

作者：武伟姚锦博田忠武中国民航大学航空工程学院

针对机器人自动贴标装置与行李表面接触作业的需求,确保在环境参数未知的情况下标签粘贴的可靠性,需同时对装置的末端位置与接触力进行控制。依据柔顺控制的思想,设计一套可有效降低外力干扰的被动柔顺贴标机构,并研究一种基于神经网络... 详细信息

针对机器人自动贴标装置与行李表面接触作业的需求,确保在环境参数未知的情况下标签粘贴的可靠性,需同时对装置的末端位置与接触力进行控制。依据柔顺控制的思想,设计一套可有效降低外力干扰的被动柔顺贴标机构,并研究一种基于神经网络的自适应阻抗控制算法。在传统阻抗控制的基础上,利用自适应增益更新阻抗参数,消除不确定环境信息的影响,同时采用神经网络逼近动力学模型中的不确定项,改善系统的鲁棒性。利用MATLAB/Simulink搭建二自由度机器人的仿真平台,验证该力跟踪算法的有效性。结果表明,该方法可以更好地适应行李表面环境,确保贴标的可靠性。

关键词：柔顺控制神经网络自适应自动贴标力跟踪