检索结果-内蒙古大学图书馆

电机与控制学报 2019年第12期23卷 151-158页

作者：许家忠郑学海周洵哈尔滨理工大学自动化学院

针对复合材料工件表面打磨的机器人主动柔顺恒力控制问题,提出一种基于位置控制的自适应阻抗控制方案。研究了复合材料打磨作业的实际加工过程,通过接触力反馈信号给出控制机器人末端参考位置的控制方法。对传统的阻抗控制方法进行改进... 详细信息

针对复合材料工件表面打磨的机器人主动柔顺恒力控制问题,提出一种基于位置控制的自适应阻抗控制方案。研究了复合材料打磨作业的实际加工过程,通过接触力反馈信号给出控制机器人末端参考位置的控制方法。对传统的阻抗控制方法进行改进,建立机器人参考位置与力跟踪误差的数学模型,并设计自适应控制器,解决了阻抗控制对机械臂末端理想位置的判断问题和打磨轨迹在线补偿问题。对机器人末端的位置轨迹与接触力进行仿真,验证了自适应阻抗控制器柔顺力跟踪的准确性。实验结果表明,自适应阻抗控制方法能够有效地提高复合材料磨削力控制系统的稳定性和鲁棒性,符合复合材料零部件的实际打磨工艺需求。

关键词：工业机器人自适应阻抗控制复合材料打磨主动柔顺控制力反馈控制

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机器人无力传感器主动柔顺控制研究

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电机与控制学报 2020年第8期24卷 159-166页

作者：宋吉来曲道奎徐方邹风山中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110068

针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简... 详细信息

针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简单的形式,同时机器人的动力学模型也可根据硅片传输机器人特殊的构型及关节耦合关系而大大简化。然后将永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型结合,设计扰动观测器,进行基于电流模型的转矩检测。最后将转矩观测器与力/位混合控制结构结合,实现基于电机电流的机器人主动柔顺控制,并在硅片传输机器人进行实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。与传统机器人主动柔顺控制方法相比,该方法不需要额外的传感器,成本低廉,不降低机器人自身刚性,具有广泛的适用性。

关键词：主动柔顺控制机器人动力学关节转矩控制转矩观测器电机转矩模型碰撞保护

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头盔伺服系统的主动柔顺控制

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航空学报 2012年第5期33卷 928-939页

作者：李鹏顾宏斌吴东苏刘晖南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

对头盔伺服系统(HMDPM)主动柔顺控制策略的主要内容———轨迹规划和控制方法进行了研究。首先,采用基于力反馈和滑动杆动力学模型的头部运动预测法进行轨迹规划,该方法利用并联机构(PM)分支杆长与运动平台位姿间的映射关系,通过力反馈... 详细信息

对头盔伺服系统(HMDPM)主动柔顺控制策略的主要内容———轨迹规划和控制方法进行了研究。首先,采用基于力反馈和滑动杆动力学模型的头部运动预测法进行轨迹规划,该方法利用并联机构(PM)分支杆长与运动平台位姿间的映射关系,通过力反馈信息和6-3UPS并联机构滑动杆动力学模型对头部运动进行预测,为头盔伺服系统的位置控制提供期望轨迹;然后,基于头盔伺服系统的动力学模型对系统的惯性项和非线性项进行了计算,设计了惯性项和非线性项补偿控制器,在进行头部运动跟踪的同时,实现了头盔显示器与头部间接触力的控制;最后,采用SimMechanics模块建立了HMDPM—人交互模型,并进行了相关验证实验。仿真结果表明,基于力反馈和滑动副滑动杆动力学模型的头部运动预测法能实时地、较为准确地预测出头部运动位置;基于动力学模型的惯性和非线性项补偿控制器不仅可以较为准确地跟踪头部运动,而且还能有效地减小头盔显示器与头部间的接触力,降低执行机构的刚度、减少系统摩擦力等非线性因素对使用者的干扰。

关键词：并联机构头部运动预测主动柔顺控制位置控制动力学模型阻抗控制位/力混合控制

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卧式下肢康复机器人主动柔顺控制实验研究

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高技术通讯 2011年第6期21卷 624-628页

作者：孙洪颖张立勋李长胜哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

为保证下肢运动功能障碍患者在康复训练中的安全性和舒适性，利用力反馈信息采用阻抗控制原理设计了康复机器人系统的控制器，通过调整末端位置与力之间的关系使机器人具有一定的柔顺性。建立了系统的控制模型，并在dSPACE平台上进行了... 详细信息

为保证下肢运动功能障碍患者在康复训练中的安全性和舒适性，利用力反馈信息采用阻抗控制原理设计了康复机器人系统的控制器，通过调整末端位置与力之间的关系使机器人具有一定的柔顺性。建立了系统的控制模型，并在dSPACE平台上进行了实验研究。结果表明，通过调节控制器中的阻抗参数，可以使机器人获得不同的刚度特性和阻尼特性，同时分析了参数变化对康复训练的影响。在患肢康复的不同阶段，可通过调节该控制器参数，使康复过程既能满足临床需要又具有柔顺性。

关键词：卧式下肢康复机器人主动柔顺控制阻抗控制实验研究

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一种不平整地形下足式机器人的主动柔顺控制方法

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航天控制 2018年第5期36卷 47-52,63页

作者：张世俊邢琰胡勇北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术重点实验室北京100190

为实现足式机器人在不平整地形下的稳定行走,提高机器人对不平整地形的适应能力,提出一种主动柔顺控制方案,包括基于关节空间的主动柔顺控制、机身姿态柔顺控制和关节PD控制。根据足式机器人运动学模型设计平地步态,作为机器人不平整地... 详细信息

为实现足式机器人在不平整地形下的稳定行走,提高机器人对不平整地形的适应能力,提出一种主动柔顺控制方案,包括基于关节空间的主动柔顺控制、机身姿态柔顺控制和关节PD控制。根据足式机器人运动学模型设计平地步态,作为机器人不平整地形下前进的主步态;通过采用基于关节空间的主动柔顺控制方法和机身姿态柔顺控制方法,生成关节角度和角速度修正量,进而得到腿部关节跟踪指令;利用虚拟样机技术对多种地形进行仿真,仿真结果表明采用提出的主动柔顺控制方法提高了机器人对不平整地形的适应性。

关键词：足式机器人不平整地形阻抗控制主动柔顺控制

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基于液压机械臂的主动柔顺控制

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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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基于主动柔顺控制的工业机器人直接示教研究

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组合机床与自动化加工技术 2017年第12期 66-69页

作者：史景飞王大庆闫法领高理富中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031 中国科学技术大学自动化系合肥230026

为了实现机器人的直接牵引示教功能,对机器人直接示教问题进行了研究,在ER6C60工业机器人上开发了基于拖曳的机器人直接示教系统。机器人直接示教系统采用了基于位置调整的主动柔顺控制方法,能够通过力/力矩传感器检测操作者的示教牵引... 详细信息

为了实现机器人的直接牵引示教功能,对机器人直接示教问题进行了研究,在ER6C60工业机器人上开发了基于拖曳的机器人直接示教系统。机器人直接示教系统采用了基于位置调整的主动柔顺控制方法,能够通过力/力矩传感器检测操作者的示教牵引力,将力坐标变换后的力信号转换为机器人末端执行器位置的调整量,实现了机器人的顺应性跟踪控制。上位机采用基于VC++的网络编程实现了机器人直接示教功能。实验结果验证了机器人直接示教系统的有效性和通用性。

关键词：主动柔顺控制直接示教力/力矩传感器工业机器人

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基于力反馈的机器人装配主动柔顺控制策略研究

基于力反馈的机器人装配主动柔顺控制策略研究

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作者：韩晓光东北大学

学位级别：硕士

装配是工业生产中不可或缺的环节,也是最耗费人力的环节。但是现有的装配机器人都存在适应性差、效率低等缺点。提升装配机器人的智能化程度对我国实现“中国制造2025”具有重要的意义。本文以装有力/力矩(F/T)传感器的IRB1200机器人为... 详细信息

装配是工业生产中不可或缺的环节,也是最耗费人力的环节。但是现有的装配机器人都存在适应性差、效率低等缺点。提升装配机器人的智能化程度对我国实现“中国制造2025”具有重要的意义。本文以装有力/力矩(F/T)传感器的IRB1200机器人为实验平台,对装配机器人的路径规划、主动柔顺控制以及传感器的重力补偿等方面展开研究。在机器人路径规划方面,本文提出了一种基于改进人工势场法和快速扩展随机树融合的路径规划算法。首先,通过在机器人的模型中添加浮动控制点和固定控制点,修正引力势场函数;在斥力势场函数中增加与目标点的相对距离,并引入调节因子实现势场调控,使机器人能够在避障的同时朝目标点方向运动。其次,针对势场法容易陷入局部极小的问题,在随机树的扩展阶段中引入引力思想,使机器人向目标方向移动,跳出局部极小值。最后使用MATLAB进行了仿真实验,证明了该算法能够满足机器人在工作空间中进行路径规划的要求。机器人力柔顺控制算法的研究。本文建立轴孔接触的阻抗数学模型,将传感器的测量值转换为实际的接触力,进行了基于末端力反馈的阻抗控制。并且采用Simulink搭建了机器人阻抗仿真控制系统,通过控制变量法进行参数辨识实验,得到了合适的阻抗参数。针对不确定的环境,我们设计了自适应阻抗控制器,并进行了仿真实验。结果表明:加入自适应阻抗控制器后系统在应对位置变化、环境刚度变化、平面变斜面、以及平面变曲面等环境时具有更好的动态性能和稳态性能。在装配过程中机器人末端位姿的不断发生变化,会导致力传感器的零位值发生变化。同时传感器的测量值会受自身以及工具的重力影响而发生改变,会对后续的控制算法产生很大的影响。针对这个问题,本文设计了重力补偿系统。该系统通过对传感器姿态变化时的基准值进行修正,确保不同位姿下力的测量结果是一致的。并且进行了力跟随实验,验证重力补偿系统是有效的。最后,进行了机器人轴孔装配实验。将轴孔装配的流程划分为了三个阶段,针对每个阶段进行了力学分析,并提出对应的位姿调整控制算法。

关键词：机器人装配主动柔顺控制改进人工势场法自适应阻抗控制力传感器重力补偿

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基于主动柔顺控制的工业机器人轴孔装配研究

基于主动柔顺控制的工业机器人轴孔装配研究

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作者：杨彦超河南理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着“中国制造2025”这一重大战略规划的实施,我国的工业自动化技术迅猛发展。抛光、打磨、轴孔装配等与环境接触力有着极高控制要求的任务迫切需要实现自动化作业。然而,在轴孔自动化装配作业过程中经常会出现装配零件“卡阻... 详细信息

近年来,随着“中国制造2025”这一重大战略规划的实施,我国的工业自动化技术迅猛发展。抛光、打磨、轴孔装配等与环境接触力有着极高控制要求的任务迫切需要实现自动化作业。然而,在轴孔自动化装配作业过程中经常会出现装配零件“卡阻”甚至“楔紧”等装配失败现象,它不仅损坏装配零件和机器人本体,对生产安全造成影响,而且制约着自动化装配技术的发展。针对轴孔自动化装配作业中出现的“卡阻”这一装配失败现象,本文对其相关理论展开深入研究,利用UR5六自由度工业机器人建立一套基于力/位混合控制的柔顺自动化装配方案,能够有效消除装配过程中出现的“卡阻”现象,使工业机器人能够可靠完成轴孔自动化装配作业。论文首先对轴孔装配相关理论进行深入研究,建立轴孔装配模型,并用轴孔装配模型进行运动分析,对轴孔装配中出现的倒角接触阶段、一点接触阶段、两点接触阶段进行力学研究,得到相应阶段的判定条件、装配轴/孔倾角,对“卡阻”进行研究得到去除“卡阻”的条件,设计出装配策略。接着,根据装配需求选择出装配机器人型号、六维力传感器型号,并对机器人进行正、逆运动学、动力学计算,为机器人的力/位控制奠定基础。为了提高轴孔装配的精度,对工业机器人的安装倾角、装配手爪所受重力进行补偿,对六维力传感器进行零点标定。之后,对阻抗控制、力/位混合控制相关理论进行研究,分析各控制算法的控制效果,对比其优缺点、适应场合等并以力/位混合控制作为轴孔装配的控制算法,设计出力/位混合控制器。最后,创建柔顺装配系统仿真实验平台,开展柔顺装配实验验证工作。实验过程中,UR5六自由度工业机器人能够通过六维力传感器信息进行轴/孔位姿偏差调整,能够顺利完成轴孔装配,整个装配过程平稳、连续、无“卡阻”、“楔紧”等装配失败现象。通过轴孔装配实验,有效验证了所提出轴孔装配策略和柔顺控制算法的有效性。

关键词：轴孔装配主动柔顺控制模型构建工业机器人

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并联机器人主动柔顺控制研究

并联机器人主动柔顺控制研究

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作者：刘冬沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着现代机器人技术的发展,并联机器人作为一种典型的机器人体系,具有结构紧凑、力矩输出能力强等优点,被广泛应用于工业生产。Delta并联机器人是一种具有较高运动性能的并联机器人,可以用于实现复杂的机械任务。本研究旨在探讨并联机... 详细信息

随着现代机器人技术的发展,并联机器人作为一种典型的机器人体系,具有结构紧凑、力矩输出能力强等优点,被广泛应用于工业生产。Delta并联机器人是一种具有较高运动性能的并联机器人,可以用于实现复杂的机械任务。本研究旨在探讨并联机器人运动控制和主动柔顺控制技术,并进行仿真研究。首先,对并联机器人的结构和杆件的约束关系进行分析,在自然坐标系上建立运动学模型,完成对正运动学和逆运动学的求解。在此基础上,给定预设输入轨迹,进一步推导出驱动关节角速度、角加速度以及速度雅克比矩阵的模型。根据以上过程建立仿真模型,得到各变量的轨迹曲线,并验证了运动学求解的正确性。然后,使用虚功原理建立并联机器人的动力学方程。采用将从动臂的质量等效到主动臂和动平台上的方法降低动力学模型的非线性程度。将数学方法建立的模型与机械结构仿真模型对比,验证了在同样的预设输入和控制方式下,它们的控制器参数接近且位置跟踪效果相同,前者的仿真运行速度有约20倍的提升。接着,建立了并联机器人运动控制系统的仿真模型,选取了PID控制和基于计算力矩的滑模控制两种控制方式。仿真实验表明了PID控制器的输出力矩在启动阶段过大,在系统达到稳定运行后力矩更加平稳。而基于计算力矩的滑模控制对预设输入轨迹跟踪效果更好,位置精度更高。最后,分别设计了阻抗控制和导纳控制系统,仿真验证了主动柔顺控制系统在有持续外力负载或冲击力时的情况下,控制器输出力矩和跟踪位置精度受到的影响。与PID控制器相比,阻抗控制和导纳控制系统的启动力矩峰值分别降低了32%和38%,跟踪角度的最大偏差分别降低了75%和60%。结果还表明,在存在约50N外力的情况下,阻抗控制系统输出角度的最大偏差仅为0.014rad,导纳控制系统为0.036rad,两种控制器输出力矩的波动幅度也均不超过2%。基于计算力矩的滑模控制器的输出力矩曲线变化周期不足0.01秒,与其相比,两种主动柔顺控制器的输出力矩曲线十分平稳,稳态时变化周期为2秒。

关键词：并联机器人运动学模型动力学模型运动控制主动柔顺控制

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