导读:本文包含了柔顺力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:力控制,电磁柔顺,PID控制,BP神经网络PID
柔顺力控制论文文献综述
朱贺轩,赵勇,余觉,王力,祁佩[1]（2019）在《面向打磨力控制的电磁柔顺单元控制策略仿真分析》一文中研究指出针对工业生产中的打磨工艺,基于电磁柔顺单元进行多种控制策略的设计与仿真分析;首先基于电磁柔顺单元系统模型以及相关性能系数,设计并进行控制系统开环特性仿真。通过对电磁柔顺单元输入确定变形量以及直流电压,观察柔顺单元的线圈电流以及输出力变化。然后针对电磁柔顺单元的环境不确定性以及电磁干扰等现象,建立电磁柔顺单元的自适应控制策略进行补偿;分别设计增量式PID控制策略,BP神经网络PID控制策略以及模糊PID控制策略并分别基于MATLAB中的Simulink模块进行仿真分析,得出叁种策略的控制系统的指标参数。通过分析调整时间,稳态误差以及超调量等指标,确定最优控制策略;仿真结果表明,模糊PID控制策略在电磁柔顺单元上具有最优控制效果。(本文来源于《机械设计与研究》期刊2019年04期）
盛大庆[2]（2019）在《机器人打磨作业柔顺机构及接触力控制方法研究》一文中研究指出手工打磨存在劳动强度大、环境差,粉尘对人体健康危害性大,以及用工困难等突出问题,机器人取代人工打磨作业具有非常现实的需求。目前,机器人能够胜任表面形状简单,要求不高的打磨作业任务,但面对复杂曲面、余量不均、表面质量要求高的打磨任务,机器人还难以取代手工作业。本文针对路径规划、复杂曲面拟合、打磨接触力控制等关键问题开展研究。(1)打磨力分析。以平面打磨作业为对象,综合砂轮磨削研究成果和经验公式,分析了砂纸打磨工况下磨削力的组成,推导了打磨力公式,画出砂纸打磨的受力状态图,总结了砂纸打磨作业特点,为机器人打磨作业工具研制提供了理论依据。(2)适用性强的柔顺装置设计。本文对打磨工艺进行了研究,分析了打磨路径规划、抛磨姿态控制,提出了一种基于NURBS(非均匀有理B样条曲线)的圆弧逼近曲线拟合算法,并结合本设计的特点完成了抛磨路径及抛磨点规划。在分析打磨工艺基础上,基于适用性强以及低成本的设计理念,满足法向接触力要求,以及柔顺控制精度,设计了叁个导向装置,安装了力传感器以及位移传感器,实现了小型化,灵活操作及稳定控制。(3)被动柔顺打磨力平衡方程的建立。被动柔顺打磨接触力控制研究从一般普适性打磨力分析开始,建立了在曲面打磨情况下的力平衡方程,得到一般普适性传递函数方程。根据本论文设计的打磨力应用情形,推导了传递函数,利用Matlab工具画出伯德图及奈奎斯特图,分析传递函数的稳定性。最后利用Matlab/Simulink仿真,施加阶跃信号及正弦信号,分析了响应曲线,开展了被动柔顺打磨接触力控制的可行性研究。被动柔顺打磨接触力控制研究的目的在于与后文主动柔顺打磨接触力控制对比分析。(4)基于模糊PID控制算法的主动柔顺打磨作业接触力仿真分析。主动柔顺打磨采用气缸驱动,在力分析基础上建立了力平衡方程,得到传递函数,借助传递函数开展了稳定性分析,比较了传统PID控制与模糊PID控制的特点。(5)圆弧逼近算法的复杂曲面拟合方法。NURBS非均匀有理B样条是由分段有理多项式定义的曲线模型,通过圆弧逼近算法实现复杂曲线曲面的拟合,以及对复杂曲面数据特征提取。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2019-06-10）
张腾腾[3]（2018）在《大口径精密部件柔顺装配力控制研究》一文中研究指出大口径部件精密装配是航空航天、汽车制造、船舶等多个智能制造领域重要环节之一,现阶段该方面的理论研究和实验验证研究较少。随着国家新旧动能转换人工智能战略部署,对装配精度要求从米级缩小到了毫米级,装配作业空间跨度逐渐增大。对装配位姿的精确定位以及装配过程中精密部件与外界环境接触力检测和控制成为了大口径精密部件自动化装配的重要环节。本文针对大口径精密部件柔顺装配过程中的装配力控制存在的技术问题展开研究。对装配过程中可能出现的每种状态进行分析,设计了一套主动柔顺装配控制系统,本文主要内容和贡献如下:(1)轴孔装配过程中寻孔阶段通过深度相机进行手眼标定,CAD模型离线建模,对轴孔边缘特征提取,粗略定位轴孔位置,并对位置进行标定。规划机器人运动路径,实现轴的中轴线与孔的中轴线基本平行。(2)机器人法兰末端安装六维力传感器,对不同负载装配下传感器受力分析。针对外界环境对传感器力反馈信息存在的扰动情况,提出了重力补偿和负载自身系统误差标定的方法来精确检测实际接触力。(3)分析轴与孔的每种接触状态以及不同接触状态下的接触力,在每种接触状态算法设计的基础上,提出了基于力/位耦合控制策略的主动柔顺自动化装配方法。(4)设计人机交互界面,该界面中包含力传感器的监测状态,消息提醒窗口,有利于开发及操作人员自由控制并避免对工件造成损伤。该装配系统具有视觉定位、力觉反馈及集成控制等功能,基于力/位耦合控制策略的大口径精密部件主动柔顺装配力控制系统可行性及算法的正确性得到了很好的验证,论文的研究成果为我国智能制造领域自动化装配提供了可借鉴经验和技术。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2018-03-01）
王洪艳,刘春洁,黄智[4]（2017）在《基于自适应边界能量法的柔顺力控制研究》一文中研究指出阻抗控制方法是有效的机器人接触控制方法,但是该方法只能在预估的环境参数范围内保证系统的稳定性。针对这一问题,该文提出一种新的自适应边界能量(Energy Boundary Method-EBM)方法,通过在线估计控制参数提高系统整体性能,保证系统的稳定性。在该控制方法下,系统在与超出预估范围内的不确定环境相接触时,仍可保持期望的稳定接触力,同时具备较强的鲁棒性。为证实该方法的可行性及有效性,以气液联控柔顺力控制系统为例,进行理论及仿真研究,理论性能及仿真结果分析证明了该方法的有效性。(本文来源于《电子科技大学学报》期刊2017年06期）
柴汇[5]（2016）在《液压驱动四足机器人柔顺及力控制方法的研究与实现》一文中研究指出制造出人工的、拥有腿足结构的、类似于动物的智慧代步机械,比肩造物主,一直是人类从古至今从未间断过的梦想,这一梦想持续的时间恐怕比人类翱翔于蓝天的梦想还要长。BigDog的出现犹如一针兴奋剂,在全世界范围内掀起了一股四足机器人研究的热潮。然而,在现今的科技水平下,人类能够制造出怎样的腿足移动机械,这些腿足机械又能够帮助人类发现什么或者完成什么工作呢?这些腿足式的移动机械与我们现有的车辆等运输工具相比,又有哪些优势呢?面对这一课题的挑战,我们设计并研制成功了SCalf液压驱动四足机器人。本文针对SCalf研制过程中的系统结构设计、柔顺控制方法设计与实现以及基于平面模型的跳跃控制叁个方面展开论述,主要内容如下：1、针对SCalf机器人本体各个子系统的分布特点,设计了具有双CAN总线的集中式控制系统,并进行了工程实现工作；随后以提高伺服带宽、实现关节力矩控制为目标,在原有集中控制的基础上,对伺服系统进行了分布式、数字化改造,同时设计了基于该系统的分布式控制方法；基于上述分布式系统中的单腿伺服控制器,设计并实现了面向力控制的单腿测试平台。2、基于牛顿-欧拉方法建立单腿系统的动基座动力学模型；设计开发了基于足底力检测与关节位置控制的足端阻抗柔顺控制方法、基于足底力推算与关节位置控制的足端阻抗柔顺控制方法、基于虚拟模型及关节力控制的足端柔顺控制方法,完成仿真分析及实验验证,并应用于SCalf-Ⅱ平台上崎岖地形行走控制中。3、基于虚拟模型控制与能量规划的方法,对以trot步态运动的机器人奔跑及跳跃控制进行了研究,并在虚拟物理环境中进行了仿真实验；通过对机器人躯干姿态的检测,增强了该方法对崎岖地形的适应能力；在文中所提方法的假设条件不满足的情况下,对该方法的鲁棒性进行了实验与分析。通过以上的研究,本文的研究成果如下：1、设计并实现了基于双CAN总线的液压四足机器人集中式控制系统,并在其基础上首次在液压驱动大型四足机器人上实现了基于现场总线与单腿伺服控制器的分布式控制系统,并提出了适合四足机器人的分布式控制构架。2、搭建了室内液压驱动的平面单腿测试平台,开展了面向全力矩控制的单腿运动实验以及足地交互效果实验。3、基于牛顿-欧拉方法建立了单腿动基座动力学模型,以此为基础进行了基于足底力检测、足底力推算以及虚拟模型的腿足柔顺控制实验,提出了适合SCalf-Ⅱ型四足机器人的柔顺控制方法,并应用于SCalf-Ⅱ平台上崎岖地形行走控制中,效果良好。4、提出了基于虚拟模型及能量规划的四足机器人平面跳跃控制方法,该方法适应于崎岖地形,具有很好的鲁棒性和工程可实现性。本文在针对学术问题进行研究的同时,将实现成本与制造、维护难度等因素考虑进来,并通过虚拟物理仿真环境实验和物理样机实验,证明了结论具有很强的可实现性。(本文来源于《山东大学》期刊2016-09-09）
樊旭[6]（2016）在《基于力控制的幕墙安装机器人柔顺操作策略研究》一文中研究指出随着我国城市化进程的加快,越来越多的大型高层建筑开始广泛应用于各行业领域,以幕墙板材安装为特点的建筑装饰行业也随着人们审美要求的不断提高而蓬勃发展。由于我国建筑施工行业整体自动化、智能化水平相对较低,导致安全事故频发,给国家和个人带来重大损失。在房地产市场转型和“中国制造2025”的双重推动下,建筑施工自动化、智能化也将成为必然趋势。幕墙安装机器人作为建筑施工自动化的重要体现,具有巨大的发展潜力,但其控制系统的安全性、稳定性以及操作的柔顺性一直是制约其实用化的关键因素。本文以自主研发的6自由度串联幕墙安装机器人为对象,利用基于阻抗控制的力控制算法对其柔顺操作系统进行研究。首先对其进行了运动学和动力学的分析与仿真,运用D-H法和拉格朗日力学分析法建立了相关运动学和动力学方程。并结合所列方程,针对幕墙安装时机器人末端直线移动的特点,总结该机器人的空间轨迹规划算法,并通过Matlab机器人工具箱与机器人本体实验,验证了该算法的可行性,为后续的力控制的研究奠定基础。然后,针对基于阻抗控制的幕墙安装柔顺操作策略,选取幕墙安装机器人大臂和小臂的简化模型作为研究对象,分别运用基础阻抗控制和自适应阻抗控制理论建立数学模型和控制结构框图。结合幕墙安装的流程和特点,将整个运动过程分为自由运动空间和环境接触空间,运用Matlab/Simulink仿真平台,分别进行了空间直线、曲线和环境接触的仿真以及相关阻抗控制参数的调整。通过探讨阻抗控制参数对系统性能指标的影响以及对两种力控制算法的比较,总结出一套符合幕墙安装流程的力控制算法。并针对不同幕墙安装预紧力变化的要求,总结出阻抗控制参数的调整方法以避免接触过程中力峰值过大而对幕墙造成的损坏。最后,结合幕墙安装机器人运动控制系统,在自由运动空间进行了相关柔顺操作实验,运用六维力传感器和激光跟踪设备对机器人末端位置和操作力进行检测,通过数据分析得到了较好的位置跟踪特性和柔顺操作特性,验证了该方法用于幕墙安装机器人柔顺操作的合理性,保证了其控制系统的稳定性和安全性。(本文来源于《河北工业大学》期刊2016-05-01）
姬伟,罗大伟,李俊乐,杨俊,赵德安[7]（2014）在《果蔬采摘机器人末端执行器的柔顺抓取力控制》一文中研究指出为了尽可能减小采摘机器人末端执行器在采摘过程中对果蔬的损伤,提出了一种基于广义比例积分(GPI,generalized proportional integral)的抓取力矩控制方法。首先,对由电机驱动的末端执行器建立模型,推导出电机输入电压与负载力矩之间的数学关系;然后,利用积分重构器设计GPI力矩反馈控制器,将力偏差转化为电机的输入电压控制。该方法不需要对力矩跟踪误差进行求导计算,避免了求导所带来的系统延时和噪声问题。仿真和实物抓取试验结果表明,采用GPI的末端执行器力矩控制对跟定信号的跟踪误差达到10-3量级,具有良好的力矩跟踪能力,与传统PI(proportional integral)控制方法相比,其控制力矩和电机控制电压输出平稳,降低了末端执行器抓取时对果蔬的损伤,无损采摘效率达到90%,比PI控制的采摘完好率高出8个百分点,适合于对果蔬的柔顺抓取控制。该研究可为果蔬采摘机器人无损采摘提供参考。(本文来源于《农业工程学报》期刊2014年09期）
史素敏[8]（2013）在《模具抛光柔顺执行机构的接触力控制研究》一文中研究指出随着科学技术的进步和制造业的发展，模具的应用越来越广泛，尤其是在航空航天、汽车制造等高新技术领域。自我国进加入世界经贸组织以来，市场竞争日趋激烈，我国各产业部门越来越重视模具的制造水平，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因此发展高精度、高技术产品的的模具是我们未来发展的目标和方向。抛光是模具加工制造工序中的最后一步，因此抛光直接决定模具的加工精度、外观及使用寿命。模具型腔表面结构复杂，常为自由曲面，若采用普通的刚性工具如砂轮等进行抛光，不仅难以适应自由曲面的变化，而且表面粗糙度难以控制。若抛光力过大，将会产生表面过抛；抛光力太小，不仅难以达到期望精度而且效率低下。为了解决上述技术难题，拟设计电动双滑台机构安装在柔顺执行机构末端与机器人一起来完成模具复杂型面的抛光，并对其进行运动控制。柔顺机构的运动控制与模具型面的抛光质量密切相关，故对模具抛光柔顺执行机构进行运动控制研究具有非常重要的理论意义和实用价值。本文在模具抛光混联机器人的柔顺执行机构上设计了电动双滑台机构，结合直角坐标机器人对抛光刀具进行力位混合控制，使抛光工具和模具型面间的接触力为恒法向压力，从而改善抛光质量。首先介绍了基于直角坐标机器人的抛光平台的构成；接着推导出了包括伺服电机、传感器以及传动装置的传递函数，最后采用PID控制、模糊控制和自适应模糊PID控制叁种控制方法，基于Matlab/Simulink给出了叁种控制方法的仿真图，通过对比分析得出自适应模糊PID控制相对于其他两种方法具有超调量小、稳定时间短等优越性，为实验提供了理论基础。(本文来源于《西华大学》期刊2013-04-01）
黄其涛,何景峰,韩俊伟[9]（2009）在《对接半物理仿真系统中的自适应柔顺力控制研究》一文中研究指出为实现空间航天器对接过程中的强制校正和拉近阶段过程的半物理仿真,提出了一种六自由度并联运动平台的基于位置闭环的力控制方法。针对强制校正和拉近过程中两飞行器之间连接刚度大范围变化,设计自适应力控制器解决了刚度参数时变对系统性能的影响。试验结果表明自适应柔顺力控制可以实现强制校正和拉近阶段过程的有效模拟。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2009年19期）
王洪艳[10]（2008）在《气液联控柔顺力控制系统研究》一文中研究指出气液联控伺服系统是将可压缩性小、粘度较大的液体介质引入到常规气压伺服系统中并进行控制而构成的一种新型的气、液介质复合控制系统。它将气体介质“柔”的特性与液体介质“刚”的特性融为一体,即保持了气动系统所具有的快速性的优点,又具有较好的刚度。此特点对于机器人的柔顺力控制非常有利,故此本课题针对气液联控伺服系统进行了柔顺力控制的研究。在查阅大量国内外相关文献的基础上,总结了气液联控伺服系统的发展背景及研究现状。对柔顺力控制的发展现状进行了分析,阐述了常用的柔顺力控制策略及其控制中的关键问题。通过对国内外相关研究的分析,确定了本文的主要研究方向。与其它气压伺服系统相比,PWM电-气开关/伺服系统具有更适用于连续控制及造价较低等优点,因此得到了广泛的应用。但PWM气压伺服系统具有严重非线性,建模困难,这就阻碍了它的发展。为此本文应用非线性PWM平均方法将原离散多输入模型转换为连续单输入模型,简化后的模型更有利于对系统的研究。阻抗控制能够实现位移与力的统一控制,是实现柔顺力控制的主要理论依据之一。论文将基于力和基于位置的阻抗控制方法分别应用于气液联控系统中,通过仿真分析两种阻抗控制性能及阻抗参数变化对系统控制性能的影响规律。由于基于位置的阻抗控制性能更好,更易于应用于柔顺力控制中,故此本文重点针对基于位置的阻抗控制进行研究。内环位置控制器的性能在一定程度上影响柔顺力控制的性能,为进一步提高系统性能,本文应用非线性控制理论对气液联控系统的状态方程进行了研究,提出了滑模变结构控制策略。根据相对阶的定义判断系统阶次,在此基础上设计了叁阶滑模面变结构控制器,并对其进行了仿真研究。但该叁阶滑模控制器所含参数复杂且相互之间耦合,控制效果并不理想。故此进行了滑模面的降阶,设计了二阶滑模面变结构控制器,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明滑模变结构控制改善了系统的快速性,提高了系统的跟踪性能。柔顺力控制过程中,环境参数的已知与否对系统控制策略的选取有很大影响,并直接影响到控制的效果。本文将环境参数归纳为叁种情况:环境参数已知时不变、环境参数未知时不变、环境参数未知时变。分别针对此叁种情况提出了模糊阻抗控制方法、直接自适应控制方法、间接自适应控制等方法。实现了不同环境参数下的柔顺力控制。最后,搭建了气液联控柔顺力控制系统实验台,编制了计算机控制软件和完整的实验方案。通过对系统的仿真和实验研究证明,本文设计的实验系统和控制软件是成功的,阐述的理论和观点是正确的,设计的控制器是合理可行的。论文的研究为气液联控系统进一步应用到气动工业机器人的柔顺力控制中奠定了基础。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2008-07-01）
柔顺力控制论文开题报告
（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：
手工打磨存在劳动强度大、环境差,粉尘对人体健康危害性大,以及用工困难等突出问题,机器人取代人工打磨作业具有非常现实的需求。目前,机器人能够胜任表面形状简单,要求不高的打磨作业任务,但面对复杂曲面、余量不均、表面质量要求高的打磨任务,机器人还难以取代手工作业。本文针对路径规划、复杂曲面拟合、打磨接触力控制等关键问题开展研究。(1)打磨力分析。以平面打磨作业为对象,综合砂轮磨削研究成果和经验公式,分析了砂纸打磨工况下磨削力的组成,推导了打磨力公式,画出砂纸打磨的受力状态图,总结了砂纸打磨作业特点,为机器人打磨作业工具研制提供了理论依据。(2)适用性强的柔顺装置设计。本文对打磨工艺进行了研究,分析了打磨路径规划、抛磨姿态控制,提出了一种基于NURBS(非均匀有理B样条曲线)的圆弧逼近曲线拟合算法,并结合本设计的特点完成了抛磨路径及抛磨点规划。在分析打磨工艺基础上,基于适用性强以及低成本的设计理念,满足法向接触力要求,以及柔顺控制精度,设计了叁个导向装置,安装了力传感器以及位移传感器,实现了小型化,灵活操作及稳定控制。(3)被动柔顺打磨力平衡方程的建立。被动柔顺打磨接触力控制研究从一般普适性打磨力分析开始,建立了在曲面打磨情况下的力平衡方程,得到一般普适性传递函数方程。根据本论文设计的打磨力应用情形,推导了传递函数,利用Matlab工具画出伯德图及奈奎斯特图,分析传递函数的稳定性。最后利用Matlab/Simulink仿真,施加阶跃信号及正弦信号,分析了响应曲线,开展了被动柔顺打磨接触力控制的可行性研究。被动柔顺打磨接触力控制研究的目的在于与后文主动柔顺打磨接触力控制对比分析。(4)基于模糊PID控制算法的主动柔顺打磨作业接触力仿真分析。主动柔顺打磨采用气缸驱动,在力分析基础上建立了力平衡方程,得到传递函数,借助传递函数开展了稳定性分析,比较了传统PID控制与模糊PID控制的特点。(5)圆弧逼近算法的复杂曲面拟合方法。NURBS非均匀有理B样条是由分段有理多项式定义的曲线模型,通过圆弧逼近算法实现复杂曲线曲面的拟合,以及对复杂曲面数据特征提取。
（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。
柔顺力控制论文参考文献
[1].朱贺轩,赵勇,余觉,王力,祁佩.面向打磨力控制的电磁柔顺单元控制策略仿真分析[J].机械设计与研究.2019
[2].盛大庆.机器人打磨作业柔顺机构及接触力控制方法研究[D].安徽工程大学.2019
[3].张腾腾.大口径精密部件柔顺装配力控制研究[D].昆明理工大学.2018
[4].王洪艳,刘春洁,黄智.基于自适应边界能量法的柔顺力控制研究[J].电子科技大学学报.2017
[5].柴汇.液压驱动四足机器人柔顺及力控制方法的研究与实现[D].山东大学.2016
[6].樊旭.基于力控制的幕墙安装机器人柔顺操作策略研究[D].河北工业大学.2016
[7].姬伟,罗大伟,李俊乐,杨俊,赵德安.果蔬采摘机器人末端执行器的柔顺抓取力控制[J].农业工程学报.2014
[8].史素敏.模具抛光柔顺执行机构的接触力控制研究[D].西华大学.2013
[9].黄其涛,何景峰,韩俊伟.对接半物理仿真系统中的自适应柔顺力控制研究[J].系统仿真学报.2009
[10].王洪艳.气液联控柔顺力控制系统研究[D].哈尔滨工业大学.2008