基于LNN与RBF的打磨机器人的力/位混合控制

1

作者 杨谦 王志刚 +2 位作者 郭宇飞 江源 郝志强 《机床与液压》 北大核心 2024年第23期7-13,31,共8页

针对打磨机器人系统建模时存在的参数不确定和稳定控制问题,提出一种基于LNN和RBF力/位混合控制方法。将LNN和RBF神经网络控制器相结合,在保证系统能量守恒的前提下,通过学习拉格朗日量,获得打磨机器人精确的动力学模型参数。同时,采用... 针对打磨机器人系统建模时存在的参数不确定和稳定控制问题,提出一种基于LNN和RBF力/位混合控制方法。将LNN和RBF神经网络控制器相结合,在保证系统能量守恒的前提下,通过学习拉格朗日量,获得打磨机器人精确的动力学模型参数。同时,采用力/位混合控制器以满足打磨机器人对末端位置和打磨力的要求,将RBF神经网络控制器作为位置控制器,与PID力控制器相结合,对机械臂进行实时控制。在此基础上,以二自由度打磨机器人为研究对象,进行末端轨迹和打磨力跟踪仿真。结果表明:提出的拉格朗日神经网络可以精确获得打磨机器人动力学模型,RBF力/位混合控制方法能实现良好的跟踪和打磨效果。 展开更多

关键词 打磨机器人 拉格朗日神经网络 力/位混合控制 RBF神经网络 不确定参数

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空间机器人在轨更换ORU的力/位混合控制方法 被引量：22

2

作者 徐文福 周瑞兴 孟得山 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1353-1361,共9页

针对ORU在轨更换任务,首先推导了空间机械臂末端自由、末端与环境接触等情况下的动力学方程,并提出了相应的接触力计算方法;其次,改进了传统的R-C控制方法,采用加权选择矩阵代替原有的选择矩阵,实现了力控制与位置控制之间的平滑切换;最... 针对ORU在轨更换任务,首先推导了空间机械臂末端自由、末端与环境接触等情况下的动力学方程,并提出了相应的接触力计算方法;其次,改进了传统的R-C控制方法,采用加权选择矩阵代替原有的选择矩阵,实现了力控制与位置控制之间的平滑切换;最后,开发了基于Matlab/Simulink的闭环控制仿真系统,该系统由多体动力学、接触动力学、轨迹规划、力/位混合控制、3D显示等模块组成。利用该系统开展了ORU转移与安装过程的闭环控制仿真,仿真结果校验了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 空间机器人 力 位混合控制 ORU更换 接触动力学 选择矩阵

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在未知环境下基于模糊预测的力/位混合控制方法 被引量：10

3

作者 王磊 柳洪义 王菲 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1181-1184,共4页

针对机器人在形状未知的接触环境表面上进行柔顺力控制的问题,在传统的力/位混合控制模型中采用一种模糊预测算法.此算法利用机械手末端与环境已产生的接触轨迹和运动方向,通过三种预测因子(满意度因子,曲率适应因子,参考比例因子),预... 针对机器人在形状未知的接触环境表面上进行柔顺力控制的问题,在传统的力/位混合控制模型中采用一种模糊预测算法.此算法利用机械手末端与环境已产生的接触轨迹和运动方向,通过三种预测因子(满意度因子,曲率适应因子,参考比例因子),预测并调整未来采样时刻的力/位混合控制模型中的期望轨迹.每次预测时首先对以前的预测进行评估,同时考虑环境曲率和刚度变化的特点.此预测算法还可以应用于阻抗控制模型中.仿真证明,这种方法可以在不同的控制模型中取得较好的力控制效果,对未知环境的变化具有较强的适应能力. 展开更多

关键词 机器人 阻抗控制 力/位混合控制 模糊预测 未知环境 预测因子

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基于模糊PID的力/位混合控制机器人自动化叶片磨削加工 被引量：12

4

作者 张洪瑶 李论 +2 位作者 赵吉宾 赵敬川 田凤杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第11期147-150,155,共5页

针对机器人自动化航空发动机叶片磨削加工质量不高的问题,提出了一种基于模糊PID的力/位混合主动力柔顺控制。基于外部固定工具坐标的重力补偿算法解决了叶片重力对接触力求解的影响,根据坐标变换,完成接触力的精确感知。将机器人、工... 针对机器人自动化航空发动机叶片磨削加工质量不高的问题,提出了一种基于模糊PID的力/位混合主动力柔顺控制。基于外部固定工具坐标的重力补偿算法解决了叶片重力对接触力求解的影响,根据坐标变换,完成接触力的精确感知。将机器人、工件和砂带轮简化成弹簧-阻尼二阶系统模型,利用最小二乘参数辨识方法建立系统模型。基于模糊PID的力/位混合力控制策略根据实际接触力与参考力的差值对离线编程轨迹进行在线修正,实现恒力控制。实验表明,相对于经典PID控制,基于模糊PID力/位主动柔顺控制算法可提高系统响应性能,降低稳态误差,改善系统鲁棒性,实现机器人自动化磨削加工过程的主动力柔顺控制。 展开更多

关键词 机器人 力/位混合控制 重力补偿 模糊PID控制

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在未知环境下面向位控机器人的力/位混合控制 被引量：22

5

作者 李二超 李炜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期657-660,共4页

提出了一种面向位控机器人的力/位混合控制策略.通过力反馈信息对未知环境约束进行估计获得位控和力控方向,根据位控和力控方向对机器人终端的运动轨迹进行规划,并采用阻抗控制规律以使机器人获得较好的柔顺性.在该算法中应用一个参考... 提出了一种面向位控机器人的力/位混合控制策略.通过力反馈信息对未知环境约束进行估计获得位控和力控方向,根据位控和力控方向对机器人终端的运动轨迹进行规划,并采用阻抗控制规律以使机器人获得较好的柔顺性.在该算法中应用一个参考比例因子调节参考轨迹,根据反馈的接触力信息通过模糊推理确定参考比例因子的大小,从而使生成的参考轨迹适应未知环境刚度的变化.仿真试验表明,该策略具有较高的力控制精度和表面跟踪能力,增强了对接触环境参数变化的鲁棒性. 展开更多

关键词 未知环境 力/位混合控制 阻抗控制 模糊控制

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基于智能预测的力/位混合控制方法 被引量：4

6

作者 柳洪义 王磊 王菲 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1365-1368,共4页

针对机器人在形状未知接触环境表面上进行柔顺力控制问题,在传统的力/位混合控制模型中采用一种智能预测算法,此算法通过三种预测因子预测并调整未来采样时刻的力/位混合控制模型中的期望轨迹,并考虑环境曲率和刚度变化的特点.为了验证... 针对机器人在形状未知接触环境表面上进行柔顺力控制问题,在传统的力/位混合控制模型中采用一种智能预测算法,此算法通过三种预测因子预测并调整未来采样时刻的力/位混合控制模型中的期望轨迹,并考虑环境曲率和刚度变化的特点.为了验证预测算法的有效性,构建了开放式的机器人力控制系统,在不同期望力、不同跟踪速度下对非规则受限表面进行了力控制实验研究,分析了受限系统中未知环境参数对接触力的影响.实验结果证明该方法对未知接触环境的变化具有较强的适应能力.在实验条件下,稳定状态下的力控制误差可以控制在3%之内. 展开更多

关键词 机器人 力/位混合控制 智能预测 未知环境 模糊控制

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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

7

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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曲面零件抛光机器人的力/位混合控制方法 被引量：7

8

作者 丁毓峰 闵新普 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期817-825,共9页

提出了一种针对复杂曲面零件的工业机器人抛光力/位混合控制方法,该方法可以实现稳定的力控制和精确的位置控制,保证不同法向量处材料去除率的一致。根据规划好的具有法矢量的轨迹,结合传感器反馈的力信号和法矢量方向的PI控制器,机器... 提出了一种针对复杂曲面零件的工业机器人抛光力/位混合控制方法,该方法可以实现稳定的力控制和精确的位置控制,保证不同法向量处材料去除率的一致。根据规划好的具有法矢量的轨迹,结合传感器反馈的力信号和法矢量方向的PI控制器,机器人沿曲面法矢量方向修正运动轨迹间接地实现刀具和曲面间接触力的控制。研究表明安装不同抛光刀具的机器人抛光系统具有不同的系统刚度,为了保证系统刚度不同的抛光系统具有较好的接触力跟踪性能,提出了自适应PI控制算法,对抛光系统刚度进行评估和PI参数的调整。仿真和实验结果表明该方法可以很好地实现曲面零件的抛光。 展开更多

关键词 工业机器人 抛光 力/位混合控制 曲面零件 仿真

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固高工业机器人力/位混合控制

9

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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基于力/位混合控制的工业机器人精密轴孔装配 被引量：23

10

作者 吴炳龙 曲道奎 徐方 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期379-386,共8页

为了研究工业机器人在高精密装配领域的应用,针对高精密装配中典型的轴孔装配问题,提出精密轴孔装配流程以及新的力/位混合控制策略实现方式:装配流程包括搜孔、插入、完成3个阶段;新的力/位混合控制策略是基于伺服速度环实现,与传统基... 为了研究工业机器人在高精密装配领域的应用,针对高精密装配中典型的轴孔装配问题,提出精密轴孔装配流程以及新的力/位混合控制策略实现方式:装配流程包括搜孔、插入、完成3个阶段;新的力/位混合控制策略是基于伺服速度环实现,与传统基于伺服位置环实现的力控制系统相比较具有更大的系统带宽,控制系统结构简单,方便实现,也可以把速度信号进行积分,转化为伺服位置环控制的实现方式,开展仿真和实验以验证方法的有效性,仿真结果表明,基于速度环实现的力控制能够更好地跟踪更高频率的正弦给定信号,具有较好的力跟踪性能.实验采用工业机器人大臂减速机的装配,实验结果表明,采用力/位混合控制方法和螺旋搜孔的方式能够顺利地找到装配孔,很好地完成轴孔装配作业. 展开更多

关键词 力/位混合控制 力控制 机器人装配 精密装配 机器人

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基于神经网络的打磨机器人的力/位混合控制 被引量：12

11

作者 唐康峻 王志刚 +1 位作者 郭宇飞 刘磊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第4期121-125,共5页

针对封头打磨机器人在工作过程中末端执行器轨迹跟踪和恒力控制要求与打磨机器人在封头上行走的振动抑制问题,提出一种基于神经网络的力/位混合控制方法。采用力/位混合控制器完成打磨机器人力和位置的同时控制要求。针对打磨机器人平... 针对封头打磨机器人在工作过程中末端执行器轨迹跟踪和恒力控制要求与打磨机器人在封头上行走的振动抑制问题,提出一种基于神经网络的力/位混合控制方法。采用力/位混合控制器完成打磨机器人力和位置的同时控制要求。针对打磨机器人平台行走过程产生的振动干扰,设计神经网络鲁棒控制器,通过神经网络对系统参数误差和振动干扰进行抑制。仿真结果显示,该混合控制器不仅能保证打磨机器人末端执行器位置的精确控制和有效的恒力控制,而且对外界振动干扰有很好的抑制效果。 展开更多

关键词 封头打磨 力/位混合控制 神经网络 鲁棒控制 振动抑制

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叶片磨抛机器人力/位混合控制的设计与实现 被引量：8

12

作者 王品章 田威 +2 位作者 曾致贤 张霖 李波 《航空制造技术》 2019年第11期83-89,96,共8页

为提高航空类发动机叶片的自动化磨抛精度,减小复杂曲面叶片加工轨迹控制误差,采用基于六维力传感器的机器人力/位混合控制策略,实现机器人磨抛轨迹的在线修正。搭建以Staubli机器人和ATI六维力传感器为核心部件的叶片磨抛验证平台,通过... 为提高航空类发动机叶片的自动化磨抛精度,减小复杂曲面叶片加工轨迹控制误差,采用基于六维力传感器的机器人力/位混合控制策略,实现机器人磨抛轨迹的在线修正。搭建以Staubli机器人和ATI六维力传感器为核心部件的叶片磨抛验证平台,通过C++开发上位机,采集磨抛过程中六维力传感器信息并进行Kalman滤波。通过示教确定机器人运动轨迹,对机器人运动轨迹与力传感器信息进行采集分析,确定基于力/位混合控制可以实现机器人运动轨迹的在线修正,为复杂曲面的叶片磨抛轨迹控制提供一种解决方案。 展开更多

关键词 六维力传感器 叶片磨抛 KALMAN滤波 力/位混合控制 轨迹修正

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主被动踝关节假肢力/位混合控制研究 被引量：2

13

作者 吕荣安 曹恒 +1 位作者 朱钧 陈志青 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期283-288,共6页

为了满足小腿截肢患者的运动需求,根据踝关节在人体步态周期中的生物力学特性,结合已有的研究基础和实验条件,研制了第一代主被动混合驱动的踝关节假肢样机。通过对样机仿生运动的分析和运动模型的建立,提出了一种基于有限状态机的力/... 为了满足小腿截肢患者的运动需求,根据踝关节在人体步态周期中的生物力学特性,结合已有的研究基础和实验条件,研制了第一代主被动混合驱动的踝关节假肢样机。通过对样机仿生运动的分析和运动模型的建立,提出了一种基于有限状态机的力/位混合伺服控制系统,采用PID和模糊PID两种控制算法对假肢运动进行Matlab仿真和角度控制实验。实验结果表明,该假肢样机可以得到类似人体运动的踝关节角度-力矩曲线,并且模糊PID算法控制输出的曲线更加符合人体特性,从而验证了样机设计的合理性和控制方案的可行性,为进一步实现样机的应用提供了依据。 展开更多

关键词 踝关节假肢 串联弹簧执行器 有限状态机 力/位混合控制 模糊PID

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双机械手对称协调力／位混合控制──模型、控制算法与实现 被引量：3

14

作者 陈国栋 常文森 +1 位作者 张彭 陈璟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期418-427,共10页

该文研究双手协调运动和力控制方法．基于一组面向对象的广义运动和力向量的定义，考虑对象动力学，建立了面向对象的双手对称协调运动方程，该运动方程显式地表示了对象的运动、内力及环境接触力与双手关节力矩间的关系．据此设计出广... 该文研究双手协调运动和力控制方法．基于一组面向对象的广义运动和力向量的定义，考虑对象动力学，建立了面向对象的双手对称协调运动方程，该运动方程显式地表示了对象的运动、内力及环境接触力与双手关节力矩间的关系．据此设计出广义工作空间一级的双手对称协调力／位混合控制算法，并解决了算法的分解与并行实现问题．在两台ＰＵＭＡ５６２机械手上进行的实验表明，本文研究的方法，可以在双手协调运动过程中实现对被操作对象的运动、内力和环境接触力的混合控制． 展开更多

关键词 机械手 算法 力/位混合控制

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基于力/位混合控制的工业机器人精密轴孔装配 被引量：2

15

作者 吴炳龙 曲道奎 徐方 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期165-165,共1页

为了研究工业机器人在高精密装配领域的应用,针对高精密装配中典型的轴孔装配问题,提出精密轴孔装配流程及新的力/位混合控制策略实现方式:装配流程包括搜孔、插入、完成3个阶段;新的力/位混合控制策略基于伺服速度环实现,与传统基于伺... 为了研究工业机器人在高精密装配领域的应用,针对高精密装配中典型的轴孔装配问题,提出精密轴孔装配流程及新的力/位混合控制策略实现方式:装配流程包括搜孔、插入、完成3个阶段;新的力/位混合控制策略基于伺服速度环实现,与传统基于伺服位置环实现的力控制系统相比较具有更大的系统带宽,控制系统结构简单,方便实现,也可以把速度信号进行积分,转化为伺服位置环控制的实现方式,具有很大的工程应用价值.开展仿真和实验,以验证方法的有效性.仿真结果表明,基于速度环实现的力控制能够更好地跟踪更高频率的正弦给定信号,具有较好的力跟踪性能.实验采用工业机器人大臂减速机的装配,实验结果表明,采用力/位混合控制方法和螺旋搜孔的方式能够顺利地找到装配孔,并能够很好地完成轴孔装配作业. 展开更多

关键词 力/位混合控制 力控制 机器人装配 精密装配 机器人

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基于RBF神经网络的四旋翼磨抛机器人力/位混合控制 被引量：3

16

作者 蔡建银 王志刚 +1 位作者 郭宇飞 郝志强 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期465-471,共7页

由六自由度并联平台和四旋翼无人机构成的四旋翼磨抛机器人的飞行轨迹和末端执行器打磨力难以稳定控制,为此提出一种基于RBF神经网络的力/位混合控制方法。根据Euler-Lagrange方程建立系统动力学模型,采用力/位混合控制器实现机器人在... 由六自由度并联平台和四旋翼无人机构成的四旋翼磨抛机器人的飞行轨迹和末端执行器打磨力难以稳定控制,为此提出一种基于RBF神经网络的力/位混合控制方法。根据Euler-Lagrange方程建立系统动力学模型,采用力/位混合控制器实现机器人在打磨时对力和位置的精度要求。在力控制环,采用PID控制和接触力前馈控制;在位置控制环,采用基于RBF神经网络的鲁棒控制。利用MATLAB/Simulink进行机器人轨迹跟踪和磨抛力控制仿真实验。结果表明,所提出的控制方法使得四旋翼磨抛机器人具有良好的轨迹跟踪效果,并且打磨力能保持稳定。 展开更多

关键词 磨抛机器人 四旋翼无人机 力/位混合控制 六自由度并联平台 RBF神经网络

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基于腕力传感器的绳驱动拟人臂的力/位混合控制研究 被引量：1

17

作者 唐振山 陈伟海 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第4期1-5,共5页

该文在研究7-DOF绳驱动拟人臂运动控制的基础上,结合安装在关节处的角度传感器的反馈信息,提出一种改进的耦合球关节闭环控制算法,使拟人臂的运动精度大大提高;同时利用安装在末端的腕力传感器的反馈信息,提出一种基于阻抗控制的力位混... 该文在研究7-DOF绳驱动拟人臂运动控制的基础上,结合安装在关节处的角度传感器的反馈信息,提出一种改进的耦合球关节闭环控制算法,使拟人臂的运动精度大大提高;同时利用安装在末端的腕力传感器的反馈信息,提出一种基于阻抗控制的力位混合控制算法,并讨论了容易建模和不易建模的两种环境下的轨迹规划问题,结合PC+PMAC分级控制系统和上面两种算法完成了7-DOF拟人臂的高精度位置伺服控制和与外界环境的接触力控制。实验和仿真结果表明算法的正确性和控制的有效性。 展开更多

关键词 力/位混合控制 绳驱动 阻抗控制 轨迹规划 腕力传感器

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振动基柔顺驱动打磨机器人的力/位混合控制研究 被引量：5

18

作者 尤子成 王志刚 郭宇飞 《机床与液压》 北大核心 2022年第15期8-14,共7页

针对柔顺打磨机器人在移动作业过程中,在基础振动、柔性振动与环境接触力耦合作用下非线性控制问题,提出一种新型鲁棒轨迹跟踪力/位混合控制策略。使用第二类拉格朗日法建立柔顺机械臂的动力学方程,通过奇异摄动法将上述系统分为快、慢... 针对柔顺打磨机器人在移动作业过程中,在基础振动、柔性振动与环境接触力耦合作用下非线性控制问题,提出一种新型鲁棒轨迹跟踪力/位混合控制策略。使用第二类拉格朗日法建立柔顺机械臂的动力学方程,通过奇异摄动法将上述系统分为快、慢2个时间尺度的子系统。慢变子系统对系统刚性部分采用力/位混合控制方法,其中力控制采用PID控制,位置控制采用基于神经网络的鲁棒控制。快变子系统对系统柔性部分采用速度差反馈法进行控制。结果表明:利用所提出的控制策略,机械臂末端的轨迹跟踪效果较好且打磨力保持稳定,对非线性振动有较好的抑制效果。 展开更多

关键词 柔顺驱动 奇异摄动法 力/位混合控制 神经网络 打磨机器人

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基于自适应降阶滑模算法的受约束多机械臂力/位混合控制 被引量：4

19

作者 朱志浩 李蔚 +1 位作者 高直 郭毓 《机床与液压》 北大核心 2023年第17期51-56,共6页

针对多机械臂系统末端受环境约束而产生的力/位混合控制问题,提出一种基于自适应降阶滑模算法的受约束多机械臂力/位混合控制方法。通过运用多个坐标系建立受约束多机械臂系统动力学模型,并将位置控制、约束力控制以及内力控制引入同一... 针对多机械臂系统末端受环境约束而产生的力/位混合控制问题,提出一种基于自适应降阶滑模算法的受约束多机械臂力/位混合控制方法。通过运用多个坐标系建立受约束多机械臂系统动力学模型,并将位置控制、约束力控制以及内力控制引入同一控制器中。将自适应滑模算法与降阶方法相结合,对动力学模型中的未知扰动进行了补偿。基于李雅普诺夫方法,证明系统的稳定性。经仿真验证,该方法不仅提高了控制器的控制精度和系统的响应速度,同时还能保证约束力误差及内力误差均稳定在极小的范围内。 展开更多

关键词 多机械臂 自适应滑模 降阶方法 力/位混合控制

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基于快速动力学辨识的机器人力/位混合控制碰撞检测研究 被引量：14

20

作者 张春涛 王勇 +2 位作者 穆春阳 李家旺 刘正士 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期161-171,共11页

针对机器人力/位混合控制时发生异常碰撞所导致的安全问题,提出一种基于快速动力学辨识的碰撞检测方案。首先,建立机器人快速动力学的辨识模型,基于拉格朗日法整理出机器人关节重力矩的最简三角函数回归矩阵,运用连续摩擦模型建模关节... 针对机器人力/位混合控制时发生异常碰撞所导致的安全问题,提出一种基于快速动力学辨识的碰撞检测方案。首先,建立机器人快速动力学的辨识模型,基于拉格朗日法整理出机器人关节重力矩的最简三角函数回归矩阵,运用连续摩擦模型建模关节摩擦力;然后,采用最小二乘法分别辨识出机器人关节的重力矩最简参数集和连续摩擦模型参数集;最后,为验证提出方法的有效性,设计并完成机器人快速动力学辨识和碰撞检测实验。结果表明:提出的方法能够快速有效地辨识机器人的动力学参数,可实时检测机器人位置控制方向上4 N·m,力控制方向8 N·m以上的异常碰撞,有效保障操作人员和设备的安全,具有一定的工程参考价值。 展开更多

关键词 机器人力/位混合控制 连续摩擦模型 重力辨识 碰撞检测

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