导读:本文包含了力觉控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:卫星,机器人,力觉交互,自动化装配
力觉控制论文文献综述
王杰鹏,谢永权,宋涛,于卫东,陈根良[1]（2019）在《力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术》一文中研究指出针对卫星装配过程中关键零部件质量体积较大,不易装配的问题,提出了基于力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术,通过在机器人末端安装六维力/力矩传感器,实时获取机器人末端负载重力和末端所受外部作用力,并将负载重力和外部作用力解耦,进而实现外部作用力对机械臂末端位姿的精密控制。同时,对机器人辅助装配控制系统及其架构进行了介绍,并提出了一种简单可行的六维力传感器标定方法。试验结果表明:该技术可以实现机器人末端位置的精密控制,具有结构简单、计算量小、操作方便等特点。(本文来源于《机械设计与研究》期刊2019年04期）
杨丽萍[2]（2019）在《融合视觉与力觉的工业机械臂控制技术应用研究》一文中研究指出工业机械臂因其效率高、稳定性好、恶劣环境适应性强等优点在许多领域已经转化为生产力为社会发展做出贡献。然而传统工业机械臂也存在自主性差、兼容性低等缺点,其工作在固定参数、流程甚至是固定运动轨迹中,即使流程或工作对象发生细小改变也需要对作业系统和机械臂运动参数进行重新设定,因此工业机械臂的智能化研究是近年来的热点问题。论文主要研究融合视觉引导和力反馈的工业机械臂控制技术,利用视觉算法检测并定位目标,利用力反馈控制工业机械臂与目标物的接触,主要工作内容如下:标定固定在作业环境中的工业相机与机械臂末端的手眼关系矩阵,对相机采集的目标物图像进行图像处理获取目标物位置。对采集图像进行灰度化、滤波去噪等预处理,使用背景相减、轮廓提取和获取最小外接矩形的方法得到目标物图像坐标系下的中心点坐标,通过标定矩阵将该中心点坐标转换到机械臂基坐标系下,实现目标定位。在视觉定位的基础上,控制机械臂末端运动至目标物上方后缓慢向目标物逼近。基于机器学习的方法分析机械臂末端与不同特性物体接触过程中的力信息。通过采集机械臂末端拾取10类28种不同袋装小食品等各物体产生的力信息样本,使用该力信息样本训练LSTM网络得出力特征检测模型。利用该模型判断机械臂与物体接触过程中实时产生的力的特征,从而控制机械臂与目标的接触动作。设计融合视觉引导与力反馈的机械臂应用系统,通过搭建应用实验平台,利用软件系统控制机械臂对具体的静态物体和传送带上移动物体进行实际的拾取与装箱作业。最终该应用系统实现利用软件系统控制机械臂完成静态和传送带上随机摆放物体的拾取与装箱,验证了系统的有效性,也说明融合视觉引导与力反馈的工业机械臂相较传统工业机械臂更具灵活性,智能化程度更高。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
宋达,张立勋,王炳军,高源,薛峰[3]（2018）在《柔索牵引式力觉交互机器人控制策略》一文中研究指出为了让航天员在没有太空真实环境的地面上模拟太空环境进行虚拟作业训练,设计了一种与虚拟现实(VR)技术相结合的柔索牵引式力觉交互机器人.首先,根据微重力环境中物体的运动特性设计机器人的构型,建立移动平台、驱动单元、人推物体运动过程的动力学模型并进行运动学分析.然后,针对系统冗余驱动及力控制任务,提出一种复合控制策略,即以柔索长度变化为速度控制内环,力的外环控制为力/速混合控制.最后,分别进行单柔索加载和人机系统力觉交互仿真分析,分析结果表明该控制策略可以使柔索驱动单元降低10%的恒力跟随误差并能稳定地跟随余弦力的变化,验证了该控制策略对多余力抑制的有效性.(本文来源于《机器人》期刊2018年04期）
彭玉青,张媛媛,宋初柏,闫倩[4]（2018）在《基于力觉的高空幕墙安装机器人控制仿真》一文中研究指出针对高空幕墙安装机器人的的特定构造,分析了机器人的基本结构,用D-H法建立其运动学模型,并推导出基于矩阵法的机器人正、逆运动学求解方法,用Solid Works和3ds Max对高空幕墙安装机器人进行叁维建模,并利用Open GL技术实现高空幕墙安装机器人叁维运动仿真;运用空间几何的叁角函数关系设置机器人的运动位姿,使用力反馈手柄实时控制机器人运动,并根据高空幕墙安装作业的实际情况,建立不同的模型计算反馈力,实现基于力觉的机器人控制仿真。仿真结果显示操作者能够通过力反馈手柄在视觉和力觉的反馈下,完成高空幕墙的安装工作,证明了上述仿真方法符合高空幕墙安装作业的实际情况。(本文来源于《计算机仿真》期刊2018年03期）
尚志豪[5]（2018）在《基于神经网络修正的力觉临场感遥操作系统与力跟踪控制研究》一文中研究指出随着空间探测技术的不断发展,空间操作任务的需求和种类也日益多样化。由于空间环境的非结构化及任务的高复杂性,加上技术条件的限制,空间机器人自主完成操作任务的愿景短期内仍难以实现。因此,力觉临场感遥操作控制方法成为完成空间机器人在轨任务的重要技术途径。基于预测模型的遥操作控制方法通过主端预设仿真模型将时延排除在外,凭借其良好的透明性、跟踪性、鲁棒性优势,愈发成为研究领域的焦点。本文针对基于预测模型力觉临场感遥操作系统中环境建模、参数辨识、从端力跟踪控制技术展开了深入研究。本文的主要内容结构如下:首先,对当前遥操作研究中常用的线性、非线性环境动力学模型特点、应用场景及所存在的问题展开分析,针对不同环境特征建立了基于刚度阈值切换的混合环境模型。在此基础上,分别对线性模型、非线性模型的各类参数辨识算法进行实验探究,以辨识结果的收敛性能和面对环境变化的响应能力为指标,利用自验证和交叉验证方法考察各环境模型的最优在线参数辨识算法。并将混合建模方法与单一建模方法的均方根误差进行对比,验证了本文所提出混合环境建模及参数辨识算法性能。其次,针对遥操作大时延下,非线性环境动力学波动参数与位置信息不匹配所造成的力误差问题,提出了基于遗传算法优化BP神经网络的非线性环境建模。并根据运动状态信息、接触力信息、环境动力学参数信息间的映射关系,建立级联BP神经网络结构。搭建单自由度力觉临场感遥操作实验平台和两种典型接触环境,实验验证本文所构建的神经网络模型能够克服时延影响有效预测较为准确的接触力信息和环境动力学参数信息,证实了本文所提出基于神经网络的非线性环境建模算法性能。接着,针对遥操作系统从端力跟踪控制技术展开研究。分析基于位置的阻抗控制中力误差的主要原因并通过模拟人手臂的力控制过程,提出变阻抗参数的自适应力跟踪阻抗算法,并在此基础上结合力外环思想进一步研究了基于变阻抗内环的力外环控制算法。相比于以往阻抗控制器,本文提出的力跟踪控制算法同时将期望力和期望位置两项参数输入控制器,充分利用预测模型中位置与接触力间可以根据接触动力学模型相互推导的特点,保证了透明性和跟踪性的同时,自适应控制而无需模式切换,具有较强的鲁棒性。最后,搭建了基于预测模型的力觉临场感遥操作系统实物验证平台,对本文提出的环境建模及参数辨识、从端力跟踪控制技术开展综合实验分析验证。实验结果证实了本文所提出算法的理论可行性及应用价值。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2018-03-15）
李强[6]（2017）在《未知环境下机器人基于视觉/力觉自适应轨迹柔顺控制研究》一文中研究指出机器人是时变、强耦合的动态非线性系统,因而在机器人控制过程中常常会受到环境不确定性等因素带来的影响,并且随着应用领域的扩展和智能化要求,传统的以位置控制为主的控制方式很难满足复杂环境的要求,而基于视觉和力觉的机器人研究,是提高机器人系统灵活性、可靠性和智能性的重要手段,是机器人研究热点之一。因此在环境不确定等因素下进行基于视觉和力觉机器人自适应柔顺控制研究具有很重要的意义。本文采用Eye-to-Hand的单目视觉伺服结构,结合机械臂末端的力觉传感器,在约束环境刚度不确定等复杂约束条件下进行视觉/力觉自适应柔顺控制研究和探讨。首先,进行机械臂末端在未知约束表面上的运动分析,运用视觉/力混合控制模型,分别进行独立控制的建模及理论分析。在力控制方向上采用基于位置的阻抗力控制方法,设计了阻抗力控制器,并推导出稳态力误差方程,以及阻抗参数的调整原则。在视控方向上结合视觉伺服技术实现基于位置的PID控制。然后,采用耦合误差补偿算法,结合视觉位置控制量以及力觉位置修正量,形成最终的混合控制策略,驱动机器人末端以达到实际位置跟踪期望值。其次,针对经典阻抗力控制对未知约束环境上适应性的不足,根据Lyapunov稳定定理设计了自适应阻抗控制器,并推导出了参数的调整规律,间接调整系统中的阻抗参数,实现了系统在未知刚度环境下接触力控制的能力,提供了系统的自适应性能和抗干扰性能。针对耦合误差补偿中的耦合因子,采用模糊控制进行调整,简化了算法的复杂计算过程同时也具有较好的控制性能。最后,对论文理论进行针对性的相关实验,通过实验分析比较,验证理论分析的正确性。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-11-01）
高裕强[7]（2017）在《基于力觉伺服的工业机器人磨抛轨迹规划与运动控制》一文中研究指出工业机器人执行某项作业任务时,机器人的运动轨迹往往会受到一些附加约束条件的限制,例如对平面、柱面、锥面、球面等规则曲面和其他非规则曲面进行磨抛加工作业时,需要控制机器人末端精确跟踪事先在曲面上规划好的轨迹,从而保证磨抛工件的表面加工质量;然而工件在磨抛前,往往会存在尺寸误差,这就需要机器人末端工具能够随着磨抛曲面实时调整机器人运动轨迹,使末端工具与工件之间的作用力始终保持在一定范围,进而保证机器人磨抛过程不被卡住和磨抛质量。本文使用UR5工业机器人完成了基于力觉伺服的轨迹规划和磨抛运动控制研究,使得机器人在按照预先规划好的轨迹进行运动的同时,能够根据末端工具受力情况实时调整运动轨迹。本文首先分析机器人磨抛作业的特点,设计机器人控制系统的总体方案并搭建机器人磨抛实验平台。对UR5工业机器人进行运动学分析,运用D-H法建立机器人运动学模型并推导运动学的正反解。通过对机器人奇异性的分析结果,完善实验平台的设计。针对磨抛作业过程中,轨迹的恒压力控制要求设计力采集及信号处理装置。为获得接触力的可靠估计,需要对工具重力、传感器零漂、安装后产生的力偏差和磨抛过程中的摩擦力进行补偿。然后,本文针对自由曲面进行磨抛轨迹规划。利用STL叁维模型和Bezier叁角曲面拟合方法,对工件的自由曲面进行叁维重构拟合。在笛卡尔空间,使用等参数法生成机器人磨抛轨迹,为后续进一步使用机器人末端的恒压力控制提供轨迹参照。其后,进行机器人在磨抛作业过程中的轨迹运动控制。将机器人力/位置混合控制算法与PID算法相结合来实时调整机器人在运动时的末端位姿,并最终实现对机器人末端工具的恒压力控制。设计机器人控制系统架构及运动控制器,通过对机器人末端速度的控制实现力/位置混合控制器的设计。最后,在UR5磨抛实验平台上对基于力觉伺服的轨迹规划和运动控制方法进行验证。在生成扫描式和螺旋式等参数轨迹的基础上使用ATI六维力传感器实时监测机器人末端磨抛时受到的力信息并反馈回上位机,进一步使用恒压力控制对等参数轨迹进行精确调整。实验结果表明力觉伺服方法能有效解决模型尺寸不精准造成的加工难题,提供了机器人磨抛控制的一种可行方案。(本文来源于《福州大学》期刊2017-06-01）
秦永明[8]（2016）在《力觉临场感遥操作系统控制方法研究》一文中研究指出遥操作系统在太空、深海探索,核能领域,医疗手术中得到了广泛的应用,受到人们越来越多的重视。力觉临场感遥操作系统强调遥操作系统中操作者与系统、系统与环境之间的相互力作用。在大多数情况下,以提高操作者在环境端身临其境执行任务的感受为出发点,力觉临场感的提高能够降低操作者的负担,减少任务完成时间,有利于完成更复杂的任务,同时能够提高系统的可靠性和安全性。本论文围绕力觉临场感遥操作系统,针对不同侧重开展研究,主要内容概述如下:1、由于位置-位置型遥操作系统不需要力传感器,成本低,控制方法较简单,得到了广泛的应用。在这种结构的遥操作系统中,阻尼、系统反应速度、稳定性相互关联。针对这一问题,设计了关节空间的非线性变阻尼控制器,可以实现在不过多增大阻尼的情况下,减小主从机械臂之间的位置差。另外,在遥操作中,操作者身体的颤抖会严重影响任务的执行,尤其是在微创手术、精细操作中。针对这一问题,设计了任务空间的变阻尼控制器,通过对颤抖方向的阻尼抑制,达到降低颤抖幅度的目的。针对以上控制方法给出了稳定性证明,对方法的有效性进行了仿真验证。2、现有文献对力觉临场感中力反馈的实现进行了广泛深入的研究,本文在强调力反馈的同时,意识到操作者不仅重视与环境的接触力感受,在一些任务中,更重视对接触力的直接控制。通过感受接触力,操作者可以估计环境物体的材质,但对于易碎物体的操作,则更注重对接触力的控制。在某些情况下,接触力的感受是为接触力控制服务的,接触力控制更能保证任务的执行。本文针对主端安装而从端不安装力传感器的遥操作系统结构(该结构类型适用于一些特殊应用场合,如已经定型的无力传感器的从机器人控制、末端不适合安装力传感器的微创手术机器人等),提出了一种控制方法,不冲突地实现了从端位置跟踪和力控制。给出了稳定性证明和仿真验证。最后,归纳总结了本论文的主要研究成果,并对今后的工作进行了展望。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-01-01）
沈飞,徐德,唐永建,吴文荣,余大海[9]（2014）在《微操作/微装配中微力觉的测量与控制技术研究现状综述》一文中研究指出微力觉的测量与控制技术是微操作/微装配领域内的核心内容和难点课题,是满足微器件可靠操作与无损装配要求的重要技术保障之一.本文介绍了微操作/微装配机器人系统的典型框架,并对各分系统的研究要点做了分析与回顾.然后,从微力觉的特点、微力测量方法与传感器、微力觉控制叁个方面对微力觉的测量与控制技术的发展现状进行了综述.着重介绍了近些年在远程微操作系统和微操作/微装配系统中微力觉控制的方法及核心研究内容的研究成果.在此基础上,提出了微力觉测量与控制亟待解决的一些关键问题,并对这些关键问题的解决方案进行了探讨.最后,对微力觉的发展前景和方向进行了展望.(本文来源于《自动化学报》期刊2014年05期）
武博[10]（2013）在《全胸腔镜虚拟手术力觉交互信息采集与控制技术研究》一文中研究指出对腔镜虚拟手术力觉交互系统的关键技术进行研究，旨在更有效的训练医生的手感，提高手术成功率。力觉交互系统通过力觉交互装置模拟真实的腔镜手术操作，通过软组织的力学模型计算得到交互力，给医生以逼真的触觉和力觉感知。力觉交互装置是一套有多个自由度的运动机构，由多个构件组成。在操作杆的整个运动空间里，重心不可能始终落在支承面上。操作者对力觉交互装置进行操作时，操作杆重心的移动必然会使部分的重力作用在操作者手上，影响操作者的手感，使操作者的沉浸感变差，因此对装置进行重力补偿非常重要。论文通过旋量理论对五自由度力觉交互装置进行了运动空间分析和静力学分析，并基于此计算力觉交互装置操作杆的重力矢量在运动空间中各自由度上的分力，通过驱动电机输出相应的补偿力来对消装置的重力，通过ADAMS仿真软件通过比较重力补偿前后的位移误差验证了所计算补偿力的正确性。力觉交互系统的通信延时会使控制器不能及时引起控制变量变化，控制不及时会导致超调量增大，人体器官各部分的异质性导致的虚拟环境模型参数的差异性和力觉交互装置装配的差异性同样会影响系统的性能。论文对包含力觉交互装置动力学模型、电机电气模型及虚拟环境模型在内的力觉交互系统性能进行了分析，使用内模控制来改善系统的鲁棒性，并消除系统时滞的影响。在内模控制的基础上设计自适应律，通过实时修正参考模型来逼近实际控制对象模型，结果证明该控制方法相比于PID控制不但可以降低超调量到4.55%，还可以将调节时间控制于0.02s以内，有效的改善了系统性能。为了抑制维间耦合，论文设计了滑移结构六维力传感器，该传感器具有小尺寸、低量程和高分辨力的特点，传感器的整体尺寸为52mm328mm，量程为20N，分辨力为20mN，测力精度为1%F.S.。论文通过理论分析和ABAQUS有限元软件分析了传感器解耦特性，结果表明传感器相比于浮动梁传感器，解耦更加彻底，最大维间耦合误差为0.34%，远小于浮动梁结构的解耦误差1.14%。分析了滑移间隙和滑槽不对称性对解耦的影响，给出能达到解耦要求所需要的加工公差等级须达到国标GB/T1800.3-1998。设计了标定装置对传感器进行标定，得到静态标定矩阵及标定时各维力或力矩的维间耦合误差和灵敏度。设计了可实现穿刺、切割、夹持和缝合操作的五自由度力觉信息采集装置，对具有粘弹性特性的软组织在手术操作时变形、破裂和破裂延伸叁种形式状态的相互转换进行分析，分析交互过程中变形力、摩擦力和破裂延伸力的力学特性。对离体软组织与手术器械多自由度的交互力觉信息进行采集，建立了猪心软组织与手术器械在穿刺、切割、缝合和夹持过程中的指数力学模型和多项式力学模型，所使用的力学模型中的参数反映了软组织的粘弹性特性，其中多项式形式的力学模型可以方便通过计算机实现。(本文来源于《上海交通大学》期刊2013-09-01）
力觉控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
工业机械臂因其效率高、稳定性好、恶劣环境适应性强等优点在许多领域已经转化为生产力为社会发展做出贡献。然而传统工业机械臂也存在自主性差、兼容性低等缺点,其工作在固定参数、流程甚至是固定运动轨迹中,即使流程或工作对象发生细小改变也需要对作业系统和机械臂运动参数进行重新设定,因此工业机械臂的智能化研究是近年来的热点问题。论文主要研究融合视觉引导和力反馈的工业机械臂控制技术,利用视觉算法检测并定位目标,利用力反馈控制工业机械臂与目标物的接触,主要工作内容如下:标定固定在作业环境中的工业相机与机械臂末端的手眼关系矩阵,对相机采集的目标物图像进行图像处理获取目标物位置。对采集图像进行灰度化、滤波去噪等预处理,使用背景相减、轮廓提取和获取最小外接矩形的方法得到目标物图像坐标系下的中心点坐标,通过标定矩阵将该中心点坐标转换到机械臂基坐标系下,实现目标定位。在视觉定位的基础上,控制机械臂末端运动至目标物上方后缓慢向目标物逼近。基于机器学习的方法分析机械臂末端与不同特性物体接触过程中的力信息。通过采集机械臂末端拾取10类28种不同袋装小食品等各物体产生的力信息样本,使用该力信息样本训练LSTM网络得出力特征检测模型。利用该模型判断机械臂与物体接触过程中实时产生的力的特征,从而控制机械臂与目标的接触动作。设计融合视觉引导与力反馈的机械臂应用系统,通过搭建应用实验平台,利用软件系统控制机械臂对具体的静态物体和传送带上移动物体进行实际的拾取与装箱作业。最终该应用系统实现利用软件系统控制机械臂完成静态和传送带上随机摆放物体的拾取与装箱,验证了系统的有效性,也说明融合视觉引导与力反馈的工业机械臂相较传统工业机械臂更具灵活性,智能化程度更高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
力觉控制论文参考文献
[1].王杰鹏,谢永权,宋涛,于卫东,陈根良.力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术[J].机械设计与研究.2019
[2].杨丽萍.融合视觉与力觉的工业机械臂控制技术应用研究[D].电子科技大学.2019
[3].宋达,张立勋,王炳军,高源,薛峰.柔索牵引式力觉交互机器人控制策略[J].机器人.2018
[4].彭玉青,张媛媛,宋初柏,闫倩.基于力觉的高空幕墙安装机器人控制仿真[J].计算机仿真.2018
[5].尚志豪.基于神经网络修正的力觉临场感遥操作系统与力跟踪控制研究[D].北京邮电大学.2018
[6].李强.未知环境下机器人基于视觉/力觉自适应轨迹柔顺控制研究[D].上海交通大学.2017
[7].高裕强.基于力觉伺服的工业机器人磨抛轨迹规划与运动控制[D].福州大学.2017
[8].秦永明.力觉临场感遥操作系统控制方法研究[D].北京理工大学.2016
[9].沈飞,徐德,唐永建,吴文荣,余大海.微操作/微装配中微力觉的测量与控制技术研究现状综述[J].自动化学报.2014
[10].武博.全胸腔镜虚拟手术力觉交互信息采集与控制技术研究[D].上海交通大学.2013