基于位置的氣液伺服阻抗控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的柔順性控制的方法主要有兩種：力/位混合控制和阻抗控制。其中，阻抗控制得到了廣泛的應(yīng)用。本文所研究的就是阻抗控制，它是通過調(diào)節(jié)機(jī)器人末端的阻抗(包括剛度、阻尼和慣量)使力和位置滿足期望的動(dòng)力學(xué)關(guān)系。其中，按照目標(biāo)阻抗的實(shí)現(xiàn)方式不同，阻抗控制可分為基于位置的阻抗控制和基于力的阻抗控制。本文是基于位置的阻抗控制系統(tǒng)的研究。
　　本文在原有氣液聯(lián)控伺服控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，模擬設(shè)計(jì)了氣液聯(lián)控機(jī)械手臂，引入負(fù)載氣缸模擬變化的外界環(huán)境，

2、購置了可變電阻式位移傳感器，從而進(jìn)行阻抗控制的研究。介紹了氣液伺服阻抗控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。對該阻抗控制系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析，建立了氣液聯(lián)控機(jī)械手臂的數(shù)學(xué)模型，分析了力跟蹤的實(shí)現(xiàn)方法。為了實(shí)現(xiàn)精確的力跟蹤，采用兩種策略。一種是通過適當(dāng)設(shè)計(jì)方法更新期望跟蹤軌跡動(dòng)力學(xué)模型；另一種是估計(jì)環(huán)境動(dòng)力學(xué)模型(或阻抗)。本文針對以上兩種策略研究了三種方法：離線環(huán)境參數(shù)估計(jì)法、在線環(huán)境參數(shù)估計(jì)法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)阻抗控制法，并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。其中，離

3、線環(huán)境參數(shù)估計(jì)法和在線環(huán)境參數(shù)估計(jì)法是針對第一種策略提出的，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)阻抗控制是針對第二種策略提出的。
　　用一個(gè)彈簧和不計(jì)質(zhì)量的薄板和負(fù)載氣缸來模擬外界環(huán)境，購置了可變電阻式位移傳感器，搭建了能夠利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制的氣液伺服阻抗控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，并開發(fā)了基于Windows操作系統(tǒng)具有存儲(chǔ)功能的數(shù)據(jù)采集軟件。通過大量試驗(yàn)研究，得到了力跟蹤曲線和位置跟蹤曲線，證明了基于位置的氣液伺服阻抗控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可能性。它能夠在短