基于仿人智能控制夾持器力控制系統(tǒng)研究.pdf

1、夾持器是機(jī)器人在抓取物體時(shí)的末端執(zhí)行器，在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，夾持器系統(tǒng)涉及傳感器信號融合、處理、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制等多學(xué)科知識。而夾持力作為機(jī)器人與被抓物體間的接觸力是機(jī)器人能否安全可靠抓取物體的一個(gè)重要指標(biāo)，如何快速有效地控制夾持力一直是當(dāng)今世界研究的熱點(diǎn)。夾持力控制需要解決兩個(gè)重要問題，一是夾持力的檢測問題，力檢測的快速準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到系統(tǒng)夾持物體的效果；二是控制算法的問題，直接關(guān)系到系統(tǒng)夾持物體的性能，如何快速、穩(wěn)

2、定的控制抓取力也一直夾持器力控制研究難點(diǎn)。
　　 針對上述問題，本文搭建了用于力控制的夾持器系統(tǒng)，完成了如下工作：
　　 ①針對夾持器系統(tǒng)力檢測環(huán)節(jié)存在的強(qiáng)干擾問題，提出了一種基于DSP的混合濾波力信號檢測處理方法。
　　 以多片半導(dǎo)體應(yīng)變片作為敏感元件構(gòu)成檢測電橋，采用3階有源切比雪夫硬件濾波，通過DSP進(jìn)行采樣檢測，構(gòu)成硬件信號采樣處理電路，并在軟件上采用限幅消抖濾波和低通巴特沃斯濾相結(jié)合的方法，對系統(tǒng)進(jìn)行混

3、合濾波處理。將所提出方法應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)，驗(yàn)證了方法的有效性。
　　 ②建立了帶飽和非線性環(huán)節(jié)夾持力閉環(huán)控制系統(tǒng)的分段狀態(tài)空間模型。
　　 分析了基于力反饋的夾持器系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)，建立了包括位力轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、檢測子系統(tǒng)、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)在內(nèi)的各子系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。進(jìn)而得到了帶飽和非線性環(huán)節(jié)的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的分段狀態(tài)空間模型。利用系統(tǒng)實(shí)際響應(yīng)，通過最小二乘法和遺傳算法得到了該非線性模型的模型參數(shù)。將實(shí)際系統(tǒng)、基于二階線