Hybrid force control of astronaut rehabilitative training robot under active loading mode

In order to mitigate the effects of space adaptation syndrome(SAS) and improve the training efficiency of the astronauts, a novel astronaut rehabilitative training robot(ART) was proposed. ART can help the astronauts to carry out the bench press training in the microgravity environment. Firstly, a dynamic model of cable driven unit(CDU) was established whose accuracy was verified through the model identification. Secondly, to improve the accuracy and the speed of the active loading, an active loading hybrid force controller was proposed on the basis of the dynamic model of the CDU. Finally, the actual effect of the hybrid force controller was tested by simulations and experiments. The results suggest that the hybrid force controller can significantly improve the precision and the dynamic performance of the active loading with the maximum phase lag of the active loading being 9° and the maximum amplitude error being 2% at the frequency range of 10 Hz. The controller can meet the design requirements.     

宇航员训练机器人卧推模式建模与控制

针对微重力环境下宇航员的训练问题,设计了一种基于柔索驱动的宇航员训练机器人,帮助宇航员在失重状态下完成卧推训练.在对卧推训练运动特性进行分析的基础上,完成了机器人的构型设计.在该机器人构型的基础上,给出了机器人的可控工作空间并建立了柔索牵引力规划数学模型.针对控制系统的力控制任务,将基于位置的力外环控制策略应用于并联柔...     

宇航员康复训练机器人自抗扰力控制

为帮助宇航员在失重环境中进行卧推训练,提出了一种基于并联柔索驱动机构的宇航员康复训练机器人.针对系统内部和外部扰动都比较大的问题,在对单个柔索驱动单元进行动力学分析的基础上,提出了基于自抗扰控制技术的宇航员康复训练机器人力控制器.为了验证自抗扰控制器的性能,通过与PID控制对比,进行了仿真实验.实验结果表明:该控制器具有良好的动、静态性能,抗干扰能力强,对内部参数变化具有很强的鲁棒性.     

助餐机器人运动规划及控制研究

为解决助餐机器人平稳、安全的自动助餐问题,对机器人样机进行了运动规划和控制研究.参照常人进餐习惯,利用多项式插值法对机器人进行了基于速度平滑的运动规划.针对机械臂在助餐过程中引起的控制对象变负载特性,设计了模糊自整定PID控制器.基于dSPACE实验平台进行了运动轨迹跟踪实验,实验响应曲线可准确跟踪期望运动轨迹,实验保...     

助餐机器人轨迹跟踪控制实验研究

助餐机器人机械本体由三自由度机械手和旋转桌面构成。在完成助餐机器人控制系统硬件电路基础上,利用dSPACE软硬件环境和Matlab/Simulink系统建模方法,搭建了助餐机器人控制系统的半物理仿真实验平台。完成了助餐机器人伺服控制系统的研究与开发,设计了机器人控制器,同时完成了助餐机器人肘关节和腕关节的直线轨迹与圆弧轨迹跟踪实验,获得了理想的实验结果,为整个助餐机器人系统的控制研究奠定了基础。