機械外文翻譯外文文獻英文文獻機械臂動力學與控制的研究

1、外文出處：Ellekilde, L. -., & Christensen, H. I. (2009). Control of mobile manipulator using the dynamical systems approach. Robotics and Automation, Icra 09, IEEE International Conference on (pp.1370 - 1376). IEEE.機械臂動力學

2、與控制的研究 機械臂動力學與控制的研究拉斯彼得 Ellekilde摘要 摘要操作器和移動平臺的組合提供了一種可用于廣泛應用程序高效靈活的操作系統(tǒng),特別是在服務性機器人領域。在機械臂眾多挑戰(zhàn)中其中之一是確保機器人在潛在的動態(tài)環(huán)境中安全工作控制系統(tǒng)的設計。在本文中,我們將介紹移動機械臂用動力學系統(tǒng)方法被控制的使用方法。該方法是一種二級方法, 是使用競爭動力學對于統(tǒng)籌協(xié)調(diào)優(yōu)化移動平臺以及較低層次的融合避障和目標捕獲行為的方法。I 介紹 介紹在

3、過去的幾十年里大多數(shù)機器人的研究主要關注在移動平臺或操作系統(tǒng)，并且在這兩個領域取得了許多可喜的成績。今天的新挑戰(zhàn)之一是將這兩個領域組合在一起形成具有高效移動和有能力操作環(huán)境的系統(tǒng)。特別是服務性機器人將會在這一方面系統(tǒng)需求的增加。 大多數(shù)西方國家的人口統(tǒng)計數(shù)量顯示需要照顧的老人在不斷增加,盡管將有很少的工作實際的支持他們。這就需要增強服務業(yè)的自動化程度，因此機器人能夠在室內(nèi)動態(tài)環(huán)境中安全的工作是最基本的。A.相關工作動力學系統(tǒng)接近[5]，

4、 [6]為控制機器人提供一套動作的框架，例如障礙退避和目標捕捉。 每個動作通過一套一個非線性動力學系統(tǒng)的attractors和repellors來完成。 這些通過向量場的簡單的加法被結合在一起來完成系統(tǒng)的整體動作。動力系統(tǒng)的方法涉及到更廣泛的應用勢場法[7]，但具有一定的優(yōu)勢。這里勢場法的行為是由后場梯度形成的結果，行為變量，如航向和速度，可直接運用動力系統(tǒng)控制的方法。成本相對較低的計算與方法有關，使得它在動態(tài)環(huán)境中在線控制適宜，允許

5、它即使在相當?shù)偷乃接邢薜挠嬎隳芰ζ脚_[8]實施。傳感器的魯棒性在人聲嘈雜中顯示[9]和[10]其中一個是由紅外傳感器和麥克風的結合，當避障和目標獲取時使用。盡管能解決各種各樣的任務，但它僅是一個局部的方法，為了其他的任務和使命級計劃(即參見[11])其他的方法應該被采用。當多行為被結合時，在[5]和 [6]的缺點是由潛在的假的因子引起的。為了克服這個問題[12]介紹了一種基于競爭動態(tài)的行為比重。每個行為的影響是控制使用一個相關的競爭

6、優(yōu)勢，再加上定義的行為之間有競爭力的相互作用，控制重物。如果所有的行為之間的競爭性相互作用是必需的，這種方法可以推廣到任意數(shù)n，行為，除了這樣一個最壞情況的復雜度 。 ? ?2 n ?在現(xiàn)實世界中使用這種方法的競爭態(tài)勢室內(nèi)實驗中可以找到[13]，[14]。 [13]是只在有標題方向的車輛上使用，而在[14]中航向和速度均得到控制。 [15]提供了一個為速度性能簡短的策略討論。在[16]中提到動力系統(tǒng)的方法不僅被用于平面移動機器人，

7、同時也可以作為控制機械手工具。另外運用產(chǎn)生極限環(huán)Hopf振蕩器動力系統(tǒng)的更復雜的動力系統(tǒng)也可被使用。 [17]展現(xiàn)出不同形狀的極限環(huán)是如何產(chǎn)生的，其可運用于避障軌跡的生成。 [18]中介紹到使用Hopf振蕩器產(chǎn)生一個定時的軌跡，實現(xiàn)了機械手可以接住從桌子上面滾下來的球。動力系統(tǒng)的方法不僅可以用于控制的工具，也可以控制7自由度機械手多余的動作這一點在[19]中得到論證。II.總體結構我們整個系統(tǒng)的整體架構如圖2所示。在賽格威平臺中為了控