基于阻抗控制的工业机器人力控制方法

针对工业机器人的力控制问题,提出一种通过机器人运动轨迹补偿来间接控制接触力的阻抗控制算法.通过分析机器人末端与加工对象的接触模型设计控制系统.借助力传感器采集的力信号,将阻抗控制表达式进行离散化处理,由此计算轨迹修正值的表达式.对机器人运动轨迹补偿进行仿真,验证方法的可行性.通过进行机器人磨削试验,对比有力控和无力控的接触力波形图,验证了方法的有效性.     

基于阻抗控制的工业机器人力控制方法

针对工业机器人的力控制问题,提出一种通过机器人运动轨迹补偿来间接控制接触力的阻抗控制算法.通过分析机器人末端与加工对象的接触模型设计控制系统.借助力传感器采集的力信号,将阻抗控制表达式进行离散化处理,由此计算轨迹修正值的表达式.对机器人运动轨迹补偿进行仿真,验证方法的可行性.通过进行机器人磨削试验,对比有力控和无力控的接触力波形图,验证了方法的有效性.     

基于Matlab的特种机器人力控制仿真研究

针对五自由度特种机器人在目标捕获过程中的应用,为提高机器人末端执行器的位置精度,本文采用阻抗控制研究方法对特种机器人进行力控制研究。基于MATLAB/Simulink建立阻抗控制仿真模型,进行仿真验证。仿真结果表明,采用阻抗控制方法可以补偿机器人手臂位置控制的误差,从而保证机器人手臂对目标的捕获精度。     

上肢外骨骼机器人的阻抗控制与关节试验研究

外骨骼机器人穿戴于人体上,可以作为一种助力、增强或者交互的工具,应用于康复、遥操作等领域。针对上肢外骨骼机器人的人机交互控制问题,提出一种上肢外骨骼机器人的阻抗控制模型,并建立了一体化关节的动力学模型,详细设计了单关节的阻抗控制方法。基于外骨骼机器人在人机交互控制中的随动任务特性,设计了基于力的阻抗控制方法以及基于位置的阻抗控制方法。针对阻抗控制模型为二阶系统的特点,提出了阻抗控制参数优化分析的方法。建立了单关节阻抗控制的数值仿真模型,通过仿真试验分析了惯性参数、阻尼参数、刚度参数以及人机接触刚度对阻抗控制性能的影响。开展了单关节系统的阻抗控制硬件试验。试验结果表明单关节系统的触碰检测、重力补偿以及阻抗控制均可实现,并且操作者与关节系统可以实现协同运动。     

基于阻抗控制的骨外固定机器人矫形力自适应跟踪

针对传统骨外固定器矫形力无法准确控制、安全性差的问题,本文基于 RCM 构型,搭建一种膝关节骨外固定机器人,提 出一种间接自适应阻抗的矫形力跟踪方法。 由于存在机械摩擦以及外部不确定性,针对阻抗控制鲁棒性差的问题,采用力误差 信号作为目标阻抗的驱动力,建立新的阻抗模型适应矫形环境的变化,根据矫形力误差的变化,设计自适应律对阻抗参数实时 调节,在线补偿动态环境的不确定性,使系统的力跟踪误差为零。 并对所提的控制算法进行了胫骨矫形力控制的对比仿真和样 机实验。 结果表明:阻抗控制仿真结果各性能指标的加权平均值分别为 2. 12、8. 58 和 13. 2,且力跟踪实验的最大误差为 20 N; 相比于阻抗控制,自适应阻抗控制仿真性能指标的加权平均值仅为 0. 36、0. 18 和 0. 61,力跟踪波动误差控制在±3 N 以内,具有 更好的鲁棒性和自适应能力。     

手术机器人的模糊神经网络变阻抗控制策略研究

针对手术机器人在颅颌面手术过程中无法有效跟踪期望位置和接触力的问题，提出一种基于模糊神经网络的变阻抗控制策略。首先，利用模糊PID位置控制模块对机器人运动至手术切口位置的期望轨迹进行跟踪控制。其次，通过基于神经网络的变阻抗控制模块建立起机械臂与目标之间的力/位置动态关系，该模块可对机器人辅助手术过程中的力跟踪偏差进行及时的自适应修正，以实时补偿环境动态变化带来的影响，提高了环境交互的安全性以及力跟踪的准确性。最后，对提出的控制方法进行验证，结果表明，在动态变化的手术环境下，相比传统定阻抗参数控制方法，该方法拥有更好的跟踪控制效果。     

适应环境刚度、阻尼参数未知或变化的机器人阻抗控制方法

针对机器人阻抗控制在实际应用中其性能受环境的阻尼、刚度参数未知或变化影响的问题,提出了一种机器人自适应阻抗控制方法。在定义机器人阻抗控制性能指标的基础上结合阻抗模型刚度变化的几何表示,给出了阻抗模型刚度参数初值计算方法,提出了基于人工神经网络的环境等效刚度在线估计方法,并结合二阶系统临界阻尼条件计算阻抗模型阻尼参数初值。机器人力控制实验结果验证了该方法较已有的机器人阻抗控制方法在参考轨迹平滑性、力控制稳定性和易于工程实践方面有一定的优势。     

四足机器人单腿系统及其跳跃柔顺控制的研究

为了解决四足机器人运动过程中的着地冲击力问题,设计了一种基于力的阻抗控制的柔顺控制方法。以四足机器人单腿系统的结构为基础,对其进行运动学分析,进一步求解其速度雅克比矩阵和力雅克比矩阵。将单腿系统简化为"质量-弹簧-阻尼"模型,分析研究单腿系统的跳跃运动特性并规划质心运动轨迹。基于阻抗控制的思想,设计了基于力阻抗控制方法的内环控制器和外环控制器,利用Adams-Simulink联合仿真,通过跳跃运动仿真研究了基于力的阻抗控制方法在跳跃运动中的柔顺效果。搭建四足机器人单腿实验平台,对四足机器人单腿系统进行实验研究,实验结果表明基于力的阻抗控制在机器人的跳跃运动中具有较好的柔顺效果。     

机器人实现未知参数下的曲面跟踪和恒力控制的研究

随着"工业4.0"的到来,机器人与环境接触的任务需求越来越多,比如打磨、抛光和装配。机器人与环境接触的力控制成为了一个热门的需求。传统的基于位置控制的阻抗控制算法实现机器人与环境接触的力控制,一般都需要准确地知道环境的刚度,并且传统的阻抗控制算法并没有使用力闭环检测环节。因此,传统的阻抗控制方法实现接触力的控制其精度并不高,很难满足现代化生产的要求。针对这个问题,提出了基于模糊PI的力闭环阻抗控制方法,该方法在传统的阻抗控制模型上增加了力闭环反馈环节,能实时采集接触力的信息,实现对接触力的精确控制,并且不需要知道环境的刚度,易于实现。     

有机玻璃研磨抛光机器人力控制研究

以有机玻璃为研抛加工对象,将机器人离线路径规划与在线力控制结合起来组成机器人研抛控制系统。对研抛工具在加工过程中所受作用力进行了分析,根据柔性机构与主动柔顺控制,建立了一种主被动柔顺控制研抛模型。通过工具重力计算,提出了基于工具负载的重力补偿算法,用于消除研抛加工过程中产生的重力的干扰。提出了基于阻抗内环的力外环控制策略,实现了对研抛力的无静差跟踪。试验结果表明,该方法通过计算期望力与实际力的误差对机器人轨迹进行修正,实现了机器人相对恒定的力控制效果。     

单体柔索驱动机械的阻抗控制

开发了一种阻抗控制方法并应用到单体柔索驱动机械中,这是一个在三维空间中利用七根柔索驱动一个刚体的问题.该方法基于刚性联结机器手的阻抗控制,然后扩展到柔索驱动机械的特定场合,比如在柔索中如何保持张力.     

基于PLC的一维力控制系统研究

介绍利用模糊控制与阻抗控制策略相结合对一维运动机构进行力控制.给出了系统硬件结构,采用模糊控制理论对PID参数,和进行在线自整定,设计了力控制器.实验结果表明,该方法可以有效地控制执行机构末端与环境的接触力.     

未知环境下柔性二连杆机械臂的自适应阻抗控制

针对机器人与环境接触作业的需求,基于假设模态法建立了刚柔耦合动力学模型,并考虑环境参数不精确干扰,设计了自适应阻抗控制器,分析了其稳定条件。在MATLAB/Simulink中搭建了可对柔性机械臂进行自适应阻抗控制的仿真平台,计算了平面内二连杆柔性机械臂在含有三角形凹陷环境表面的接触运动和柔性变形模态。对比分析了刚性和柔性机械臂位控和力控效果及自适应项对控制响应的影响。基于Staubli机器人展开了实验。结果表明：柔性变形会使得机械臂的位控和力控效果变差;自适应阻抗控制会改善控制响应,对环境不确定具有鲁棒性。设计的自适应阻抗控制可实现柔性机械臂在不规则表面的稳定接触和运动。     

基于ADS的新型硬盘磁头折片组合设计及仿真

提出了一种具有低特性阻抗,低功耗,高带宽的新型硬盘磁头折片组合Flexure的设计,结合流行电磁仿真软件ADS,重点对其电磁性能进行了设计,仿真及验证。该设计为新一代硬盘的设计与生产打下基础。     

正交检波在自动阻抗匹配器信号检测中的应用研究

分析了自动阻抗匹配器中常规信号检测及相应匹配控制算法存在的不足,给出了高速模拟开关正交检波方案。理论分析表明,正交检波在自动阻抗匹配器信号检测中能够同时获得射频信号的幅值和相位信息;模拟实验结果表明,模拟开关正交检波方案有抑制噪声能力强、线性度好、动态范围宽等优点。与仅检测到射频信号的入射功率和反射功率相比,实时监测射频信号的幅值和相位信息,可以进一步提高自动阻抗匹配器的匹配性能。     

新型硬盘磁头折片组合Flexure设计

针对大容量、高速硬盘的需要,提出了一种低特性阻抗,低功耗,高带宽的新型硬盘磁头折片组合Flexure的设计,重点说明了该Flexure的结构、工作原理及其主要技术特性。并结合流行电磁仿真软件ADS对其电磁性能进行了设计,仿真及验证。     

MIMO随机加正弦振动试验J-阻抗复合控制算法

以多输入多输出(multiple-input multiple-output,简称MIMO)随机加正弦混合试验控制系统中信号分离方法、控制策略及试验为研究对象,提出了针对混合型振动试验的分离控制策略,采用相关积分法分离混合信号中的正弦信号与随机信号成分。推导了MIMO线性随机振动系统的反馈控制方程,提出了控制目标针对性更强的Jacobi控制算法。分析了多点正弦振动试验中存在的过修正问题,基于压缩因子修正提出阻抗控制方法,并将其与Jacobi算法共同应用于混合试验系统。以悬臂梁为试验对象,开展J-阻抗复合控制算法在两输入两输出随机加正弦混合试验系统中应用验证。结果表明,算法可以有效地抑制超标谱线,并将结果控制在容差带内,为混合振动试验控制提供有力的理论支撑。     

全新博世起停系统 节油10%

<正>对于我国汽车市场来说,起停系统还是一项新的技术,而在全球市场上,这项技术早在20世纪70年代便已推向市场。博世在1994年便开始正式涉入起停领域,并在大众高尔夫上"小试牛刀"。随后博世不断加大推广力度,在奔驰、宝马、奥迪以及大众、丰田等车型上不断进行尝试,并逐步实现批量生产。日前,博世推出全新发动机起动/停止系统。该系统带滑行功能,可使车辆在大部分行驶时间内实现零排放、无噪声、低阻力驾驶模式。这项技术创新在车辆行进中即可关闭发动机,从而节省燃     

基于输出电抗器的PWM长线驱动系统反射过电压的抑制

针对PWM变频器长线驱动系统电机端产生的过电压问题,对输出电抗器抑制过电压的机理进行了研究,提出采用输出电抗器感量、电缆长度以及负载特性阻抗作为正交设计试验因素,回归正交组合设计法构建了PWM长线系统机端过电压峰值的数学模型,基于此数学模型得到了输出电抗器选型设计的计算设计公式。研究结果表明,通过该公式确定的输出电抗器可有效抑制机端过电压,通过PSPICE仿真的结果与设计要求误差仅为1.5%,此研究结果可以为输出电抗器设计提供理论支持。