| 机械臂与环境交互的位置/力切换抑制振动方法 |
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| 引用本文： | 汤奇荣,王文瑞,张崇峰,邹怀武,钟楼,李宁,马晓龙.机械臂与环境交互的位置/力切换抑制振动方法[J].振动．测试与诊断,2023,43(3):419-426. |
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| 作者姓名： | 汤奇荣 王文瑞 张崇峰 邹怀武 钟楼 李宁 马晓龙 |
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| 作者单位： | 1.同济大学机械与能源工程学院 上海,201804;2.上海市空间飞行器机构重点实验室 上海,201108;3.中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室 上海,201108 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（61873192）；上海市“科技创新行动计划”生物医药科技支撑专项资助项目（21S31902800）；中央高校基本科研业务费-上海市产业协同资助项目（HCXBCY-2022-051）；上海市空间飞行器机构重点实验室资助项目（18DZ2272200）；中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室资助项目（YY-F805202210015） |
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| 摘 要： | 当机械臂执行位置/力的混合跟踪任务时，位置控制一般用于机械臂的自由运动阶段，力控制一般用于约束运动阶段。这种位置/力切换的控制结构既能实现与环境接触前对机械臂位置的精确控制，也能保证接触后对期望控制力的准确跟踪。由于开关系统本身存在的切换不稳定性，机械臂在以一定的速度与环境接触时，机械臂执行器会在环境表面振动甚至弹跳。针对此问题，提出了一种半主动阻尼阻抗学习方法，该方法主要包含两部分：基于位置/力切换控制的半主动阻尼控制器；基于一种逆秩拟牛顿法（broyden fletcher goldfarb shanno，简称BFGS）的阻抗学习算法，根据学习到的环境参数调节半主动阻尼，实现机械臂在接触面的振动抑制和平稳过渡。在仿真及实验中，应用提出的方法让机械臂与不同环境交互，结果表明：该方法能很好地抑制接触过渡阶段的超调力，并防止机械臂在切换过程中的振动，实现了柔顺接触和平稳过渡。
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| 关 键 词： | 位置/力混合跟踪 切换控制器 半主动阻尼 逆秩拟牛顿法 振动抑制 |
| 收稿时间： | 2023/2/1 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/4/10 0:00:00 |
Method for Suppressing Vibration During the Position/Force Switching of the Interaction Between a Robotic Arm and the Environment |
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| TANG Qirong,WANG Wenrui,ZHANG Chongfeng,ZOU Huaiwu,ZHONG Lou,LI Ning,MA Xiaolong.Method for Suppressing Vibration During the Position/Force Switching of the Interaction Between a Robotic Arm and the Environment[J].Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis,2023,43(3):419-426. |
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| Authors: | TANG Qirong WANG Wenrui ZHANG Chongfeng ZOU Huaiwu ZHONG Lou LI Ning MA Xiaolong |
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