机器人无力传感器主动柔顺控制研究 被引量：11

1

作者 宋吉来 曲道奎 +1 位作者 徐方 邹风山 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期159-166,共8页

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... 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。 展开更多

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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复合材料打磨机器人的主动柔顺控制 被引量：25

2

作者 许家忠 郑学海 周洵 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期151-158,共8页

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... 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。 展开更多

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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卧式下肢康复机器人主动柔顺控制实验研究 被引量：1

3

作者 孙洪颖 张立勋 李长胜 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期624-628,共5页

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... 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。 展开更多

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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基于主动柔顺控制的工业机器人直接示教研究 被引量：10

4

作者 史景飞 王大庆 +1 位作者 闫法领 高理富 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第12期66-69,共4页

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... 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。 展开更多

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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基于液压机械臂的主动柔顺控制 被引量：4

5

作者 罗建雄 赵慧 蒋林 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第2期127-134,共8页

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... 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。 展开更多

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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基于线性自抗扰控制的柔顺伺服控制研究 被引量：2

6

作者 杨东霖 王庆辉 +1 位作者 罗阳 赵忆文 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第6期97-101,共5页

对于机器人关节的主动柔顺控制的建模误差、电机系统参数变化及驱动器层高采样频率和高控制频率引入的系统扰动影响等诸多问题,提出一种基于线性自抗扰控制的柔顺控制方法。通过控制底层驱动器交轴电流实现柔顺控制,设计外力矩观测器可... 对于机器人关节的主动柔顺控制的建模误差、电机系统参数变化及驱动器层高采样频率和高控制频率引入的系统扰动影响等诸多问题,提出一种基于线性自抗扰控制的柔顺控制方法。通过控制底层驱动器交轴电流实现柔顺控制,设计外力矩观测器可以实现无力传感器条件下的实时力矩估计,以达到柔性关节驱动的目的。实验对比了刚性位置控制与柔顺控制在相同阶跃输入下的位置与电磁转矩响应,验证了提出柔顺控制方法的有效性。此外,探讨了阻尼系数和刚度系数对柔顺控制的位置响应和电磁转矩响应的影响。最后在单自由度系统进行实验验证,实验结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 主动柔顺控制 自抗扰控制 外力矩估计 关节驱动

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动态卡阻及主动柔顺装配策略研究 被引量：5

7

作者 夏妍春 殷跃红 +1 位作者 盛鑫军 陈兆能 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2004年第7期63-68,共6页

分析了基于轴孔装配的动态卡阻和楔紧现象，推导出一点和两点接触时，轴在孔中发生卡阻和楔紧状态的力学方程，给出动态卡阻图和避免卡阻和楔紧状态发生的力／力矩条件。通过研究主动柔顺装配过程，分析了影响装配的几个重要参数之间的... 分析了基于轴孔装配的动态卡阻和楔紧现象，推导出一点和两点接触时，轴在孔中发生卡阻和楔紧状态的力学方程，给出动态卡阻图和避免卡阻和楔紧状态发生的力／力矩条件。通过研究主动柔顺装配过程，分析了影响装配的几个重要参数之间的相互关系，得出插轴入孔的主动柔顺运动空间。这些研究成果为机器人装配的主动柔顺控制研究奠定了一定的基础。 展开更多

关键词 主动柔顺控制 动态卡阻 楔紧 主动柔顺空间 机器人

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机器人磨抛力柔顺控制研究进展 被引量：28

8

作者 葛吉民 邓朝晖 +3 位作者 李尉 李重阳 陈曦 彭德平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期2217-2230,2238,共15页

低成本、高灵巧度机器人在磨抛领域中的应用越来越广,而对机器人磨抛力的柔顺控制是降低工件表面粗糙度、获得高形状精度和表面完整性的关键。综述了国内外学者在机器人磨抛力主动柔顺控制策略、被动柔顺控制装置、主被动柔顺控制方法... 低成本、高灵巧度机器人在磨抛领域中的应用越来越广,而对机器人磨抛力的柔顺控制是降低工件表面粗糙度、获得高形状精度和表面完整性的关键。综述了国内外学者在机器人磨抛力主动柔顺控制策略、被动柔顺控制装置、主被动柔顺控制方法等方面的主要研究成果,分析了各种典型控制方法的原理及实现过程,比较了各方法的优缺点,并指出了目前研究存在的问题。最后总结了关键技术难点并展望了发展趋势。 展开更多

关键词 机器人 磨抛力 主动柔顺控制 被动柔顺装置中国

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整体叶轮机器人研磨柔顺控制研究 被引量：3

9

作者 刘速杰 李论 +1 位作者 赵吉宾 张洪瑶 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第12期253-256,261,共5页

针对目前整体叶轮人力手工研磨过程中研磨品质差、出产周期长、工人健康危害大等问题,开发了一套基于六自由度库卡工业机器人的自动研磨控制系统。机器人末端夹持气动磨机贴合整体叶轮表面,利用六维力传感器反馈受力情况,结合在线恒力... 针对目前整体叶轮人力手工研磨过程中研磨品质差、出产周期长、工人健康危害大等问题,开发了一套基于六自由度库卡工业机器人的自动研磨控制系统。机器人末端夹持气动磨机贴合整体叶轮表面,利用六维力传感器反馈受力情况,结合在线恒力控制算法搭建复杂曲面机器人研磨恒力控制系统。根据机器人运动学理论,对机器人研磨过程中末端加工工具重力干扰进行补偿;建立机器人力/位置混合柔顺控制策略,采用传统PID控制策略进行基础力控制,采用模糊自适应PID控制策略进行优化力控制实现机器人自动研磨。对整体叶轮进行研磨实验,结果表明模糊自适应PID控制算法可以有效的实现机器人的柔顺控制,保持研磨过程接触力在有效范围内。 展开更多

关键词 机器人 自动化研磨 重力补偿 模糊PID控制 主动柔顺控制

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基于期望轨迹修正的机械臂无传感器柔顺控制 被引量：6

10

作者 朱敬花 邵珠枫 《机床与液压》 北大核心 2023年第21期84-90,共7页

为了提高机械臂与环境交互时的接触力控制精度,提出基于期望轨迹修正的无传感器主动柔顺控制方法。针对传统参数辨识方法损失面函数鞍点多、易陷入局部最优、计算量大等问题,基于牛顿-欧拉法得到机械臂由外向内递归的参数辨识方法,该方... 为了提高机械臂与环境交互时的接触力控制精度,提出基于期望轨迹修正的无传感器主动柔顺控制方法。针对传统参数辨识方法损失面函数鞍点多、易陷入局部最优、计算量大等问题,基于牛顿-欧拉法得到机械臂由外向内递归的参数辨识方法,该方法可实现参数的分步分批辨识;针对机械臂与环境交互时的主动柔顺控制问题,使用位置阻抗控制原理对期望轨迹进行修正,设计了参数不确定条件下的非奇异终端滑模控制;最后,基于Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。经实验验证,基于传统辨识方法的反算力矩累计绝对误差为9.35 N·m,递归辨识方法的反算力矩累计绝对误差为1.05 N·m,说明参数递归辨识精度远高于传统辨识方法;在位置阻抗控制作用下,接触力在2.8 s达到设定值,误差波动范围为±0.4 N。实验结果验证了所提主动柔顺控制方法的优越性。 展开更多

关键词 期望轨迹修正 主动柔顺控制 参数递归辨识 非奇异终端滑模控制

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一种开放式机器人控制器力/位混合控制的实现方法 被引量：3

11

作者 王磊 柳洪义 郭大忠 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2004年第10期72-74,共3页

针对机器人主动柔顺控制在工程中如何实现的问题 ,开发了一种开放式机器人控制器。此控制器采用“PC+PMAC”的控制结构 ,利用伺服驱动器的两种不同的控制模式 ,提出了一种实用的力 /位混合控制方案 ,给出了相应的硬件和软件的具体实现... 针对机器人主动柔顺控制在工程中如何实现的问题 ,开发了一种开放式机器人控制器。此控制器采用“PC+PMAC”的控制结构 ,利用伺服驱动器的两种不同的控制模式 ,提出了一种实用的力 /位混合控制方案 ,给出了相应的硬件和软件的具体实现。实验表明 ,文章提出的力 展开更多

关键词 开放式机器人控制器 主动柔顺控制 PMAC 力/位混合控制

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力控制反馈信号的神经网络法校正 被引量：1

12

作者 殷跃红 王东云 +2 位作者 胡盛海 尉忠信 朱剑英 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期145-150,共6页

对机器人的力反馈、主动柔顺控制和双向联想记忆的神经网络进行了综合研究，针对机器人腕力传感器输出信号的部分失真，提出了机器人擦洗平面玻璃力反馈信号神经校正的方法，并建立了相应的神经网络结构，在ＡｄｅｐｔＴｈｒｅｅ精密装... 对机器人的力反馈、主动柔顺控制和双向联想记忆的神经网络进行了综合研究，针对机器人腕力传感器输出信号的部分失真，提出了机器人擦洗平面玻璃力反馈信号神经校正的方法，并建立了相应的神经网络结构，在ＡｄｅｐｔＴｈｒｅｅ精密装配机器人上进行了试验验证，取得了满意的效果。 展开更多

关键词 机器人 神经网络 主动柔顺控制 力反馈

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固高工业机器人力/位混合控制

13

作者 张鹏 赵慧 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第4期153-155,共3页

针对固高工业机器人末端主动柔顺控制实现问题,改进并设计了力/位混合控制系统。采用PC+PCI总线采集控制卡的结构,给出了相应的硬件及软件实现方法。实验表明该系统具有良好的稳定性和动态性能。

关键词 力/位混合控制 固高工业机器人 主动柔顺控制

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直驱式涡旋机接触力控制方法研究 被引量：2

14

作者 方颢 蔡炯炯 +2 位作者 瞿晓 董桂丽 屠凯莉 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第10期1527-1534,共8页

针对涡旋机侧向密封过程中,动涡盘和静涡盘接触力难以控制的问题,结合动涡盘圆周平动特点,在分析了涡盘接触力模型的基础上,提出了一种基于法向-切向坐标系下的动涡盘运动控制策略以及主动柔顺控制方法。首先,介绍了经典柔顺控制的原理... 针对涡旋机侧向密封过程中,动涡盘和静涡盘接触力难以控制的问题,结合动涡盘圆周平动特点,在分析了涡盘接触力模型的基础上,提出了一种基于法向-切向坐标系下的动涡盘运动控制策略以及主动柔顺控制方法。首先,介绍了经典柔顺控制的原理,分析了XY直角坐标系下经典柔顺控制方法的不足;然后,提出了法向-切向坐标系这一概念,通过推导基于法向-切向坐标系下各运动变量之间的关系,对动涡盘的运动控制系统进行了总体设计;最后,采用MATLAB/Simulink软件搭建了涡旋机的接触力模型及其控制模型,并采用模型对上述方法进行了可行性验证,采用实验分别得到了动涡盘平动速率不变而接触力设定值改变时的实际接触力曲线,以及接触力设定值不变而动涡盘平动速率改变时的实际接触力曲线。研究结果表明:接触力的实际值与设定值的跟踪误差在2%以内;改变接触力的设定值后,接触力的实际值能在0.3 s左右跟踪到新的设定值;当动涡盘平动速率突然改变后,接触力的实际值能在0.2 s左右回到原来的平衡状态。以上结果说明,基于法向-切向坐标系下的主动柔顺控制方法可以有效地控制涡盘平动过程中的接触力。 展开更多

关键词 容积式压缩机 涡旋压缩机 涡盘工作空间 涡盘接触力模型 主动柔顺控制 坐标变换

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航空航天制造领域工业机器人发展趋势 被引量：29

15

作者 冯华山 秦现生 王润孝 《航空制造技术》 北大核心 2013年第19期32-37,共6页

工业机器人必须从结构、驱动上加强设计优化，降低功耗、提高负载／自重比；关节必须模块化集成，充分考虑碰撞力检测和主动柔顺控制。为此，新型机器人结构设计、轻量模块化结构设计、包含弹性环节的柔性关节设计和控制、新型碰撞检测... 工业机器人必须从结构、驱动上加强设计优化，降低功耗、提高负载／自重比；关节必须模块化集成，充分考虑碰撞力检测和主动柔顺控制。为此，新型机器人结构设计、轻量模块化结构设计、包含弹性环节的柔性关节设计和控制、新型碰撞检测传感器设计与配置、智能避碰实时检测与快速响应等成为面向航空航天制造工业机器人的关键技术。 展开更多

关键词 航空航天制造 工业机器人 发展趋势 制造领域 模块化结构设计 主动柔顺控制 设计优化 柔性关节

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气囊抛光工件的几何信息重构研究 被引量：1

16

作者 阮航 《机电工程》 CAS 2014年第5期591-594,654,共5页

针对传统的气囊抛光操作都需要工件CAD信息所引起的建模效率低下、操作复杂等问题,将一种能够在线自动重构工件几何信息的技术应用到机械臂气囊抛光系统中。详细介绍了抛光工件未知曲面在线重构的操作方法和基础理论原理,从而获取未知... 针对传统的气囊抛光操作都需要工件CAD信息所引起的建模效率低下、操作复杂等问题,将一种能够在线自动重构工件几何信息的技术应用到机械臂气囊抛光系统中。详细介绍了抛光工件未知曲面在线重构的操作方法和基础理论原理,从而获取未知气囊抛光工件曲面的法矢量和切矢量,提出了一种基于位置内环补偿的力外环主动柔顺控制方案,利用抛光机械臂末端的位置补偿来实现气囊抛光所引起的接触力控制,并建立了气囊抛光接触力控制模型;另外,还搭建了一个能够对未知工件进行建模的实验平台,对理论原理进行了模拟性实验。研究结果表明,该策略应用于跟踪和识别一个未知的抛光工件曲面是可行、有效的。 展开更多

关键词 气囊抛光 在线重构 主动柔顺控制 位置补偿

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