导读:本文包含了末端力论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:运动学,动力学,力,位置混合控制,碰撞检测
末端力论文文献综述
宗玉杰[1]（2018）在《七自由度机械臂末端力控制》一文中研究指出随着工业自动化水平的不断提升,机械臂的运用范围也在不断扩大。为满足复杂环境下的任务需求,对机械臂进行有效力控制便显得十分重要。机械臂的力控即在约束位置上对末端执行器与环境的接触力进行控制,本文采用力/位置混合控制方法研究机械臂的力控问题,将机械臂的工作空间分为位置子空间和力子空间。位置子空间位于接触面的切线方向,在该空间内对机械臂进行位置控制,力子空间与接触面的法线方向一致,在该空间内对机械臂采取力控制策略。机械臂的位置控制是对工作空间内机械臂的末端位姿加以控制,需先建立机械臂的运动学模型,实现关节空间与笛卡尔空间坐标的相互转换。文章采用D-H参数法建立机械臂的正运动学方程,并在此基础上推导了机械臂的雅可比矩阵。由于机械臂的逆运动学问题具有多解性,采用牛顿迭代法获得最优解。在对机械臂进行末端力控制前,需将其从空间任意位置平稳运行到达接触点,运用模拟退火遗传算法对这段路径进行轨迹规划研究。机械臂力控可以实现对末端输出力的有效控制,动力学模型的建立是其研究的关键。运用拉格朗日法推导机械臂的动力学方程,得出关节运动与力矩之间关系。为获得准确的动力学参数,采用基于电流的辨识方法对动力学参数进行辨识。在机械臂运动学与动力学模型的基础上,采用力/位置混合控制方法研究机械臂的末端力控制。通过雅可比矩阵将期望力与位置分配到各个关节之中,设计基于电流的力检测模块作为力反馈,结合动力学模型构成系统的力控制环,而在位置控制环中,反馈由机械臂的内置编码器直接获得。考虑机械臂运行过程的安全性,比较关节电流、速度的实际值与理论值,并将差值作为感知器的输入,通过实验训练感知器进行物体碰撞检测。若在运行过程中机械臂与环境发生意外碰撞,对其当前位姿进行重力补偿,从而实现机械臂的碰撞急停。在本文实验部分,首先验证了路径规划方法与动力学参数辨识的正确性。之后设计接触运动实验验证力/位置混合控制的有效性。最后通过实际数据对感知器进行训练,验证感知器用于碰撞检测的准确性。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-05）
刘哲,宋锐,邹涛[2]（2018）在《基于模型预测控制的磨削机器人末端力跟踪控制算法》一文中研究指出基于曲面预测与模型预测控制算法提出磨削机器人对连续曲面工作时的末端力控制算法。给出机械臂离散、线性化的动力学模型;根据曲面预测算法计算未来时刻的曲面坐标,通过快速算法和求逆解运算获得机械臂满足设定值时各关节的期望角度;由动态矩阵控制算法求得机械臂各关节的输入力矩,以实现对期望关节角的轨迹跟踪。在仿真试验中控制机械臂追踪未知连续曲面,证明了机械臂针对未知曲面作业时所提算法力控制的实时有效性,并且达到目标要求。(本文来源于《山东大学学报(工学版)》期刊2018年01期）
熊鹏文,林虹,宋爱国,胡凌燕,陈大鹏[3]（2017）在《基于随机森林回归的手臂末端力的软测量方法》一文中研究指出针对手臂康复训练后仍缺乏准确力觉的康复病人提出了一种手臂末端力的软测量方法。采用肌电信号(EMG)传感器与手臂姿态传感器获取的数据综合描述手臂的综合状态信息,并作为随机森林回归的输入,将手臂末端力作为随机森林回归的输出。依据康复训练的基本动作单元,针对性的设计了"推拉"和"提放"两组试验,在离线状态下,利用力传感器测量得到的实际末端力与手臂的综合状态信息作为样本集,并通过大量样本数据训练随机森林回归算子得到稳定可靠的回归算子,最后通过在线预测手臂末端力与真实末端力输出的比较,验证了该方法的有效性。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2017年10期）
王志,汪步云,许德章[4]（2017）在《基于DSP的机器人末端力控制系统设计》一文中研究指出工业机器人的运动分为自由运动和受力约束运动两种不同的运动类型;受力约束运动不仅要进行精确的位置控制,而且要对接触力进行精确控制;文章对机械臂的末端力控制系统进行了研究;采用了高精度电动滑台作为力控制系统的执行机构,在电动滑台末端增加了柔性单元,从而克服了系统柔性不足的缺点,并且依据Lyapunov稳定性理论确定系统的二阶参数,使用Narendra提出的稳定自适应设计方法构建了电动滑台的数学模型;对机械臂末端柔顺系统的系统设计及算法进行了研究,消除了外界噪声对系统的干扰,解决了力控制的基本控制策略问题,优化了力控制时系统的响应特性。(本文来源于《计算机测量与控制》期刊2017年08期）
陈钢,李彤,贾庆轩,孙汉旭,张健[5]（2017）在《空间机械臂末端力/位容错过程中关节参数突变抑制》一文中研究指出为了实现空间机械臂关节失效后容错操作,提出了空间机械臂末端力/位容错过程中关节参数突变抑制方法。基于机械臂关节空间和操作空间的力/速度映射关系,分析空间机械臂末端力/位容错条件,建立机械臂末端容错运动学和动力学方程;进而将运动学可操作度和动力学可操作度分别引入机械臂容错运动学和动力学方程,在此基础上建立机械臂末端力/位容错过程中的关节参数突变抑制优化函数,并利用粒子群算法实现对优化函数的求解。仿真结果表明,该算法能够在实现空间机械臂末端力/位容错的同时有效抑制关节速度和力矩突变。(本文来源于《机械工程学报》期刊2017年11期）
杜艳丽,赵莹,李艳娟[6]（2016）在《无末端力传感器的可重构机械臂分散力控制》一文中研究指出针对存在关节摩擦和外扰的可重构机械臂系统在受限空间内的力控制问题,提出一种无需使用力传感器即可同时控制受限空间内机械臂力和位置的分散阻抗内环/力外环控制方案.采用模糊系统逼近机械臂系统中的不确定项及子系统间的耦合关联项,通过基于模糊预测的力外环控制器为内环的阻抗控制器提供参考轨迹,并利用模糊系统逼近实际的接触力.该方案为没有力传感器情况下的可重构机械臂的力控制提供了一种可能的解决方案,且模糊预测调节参考轨迹的阻抗内环控制使机械臂具有一定的柔顺性,能较好地实现机械臂由自由空间向受限空间的过渡.通过对2自由度平面机械臂和3自由度机械臂的仿真验证了该方法的有效性.(本文来源于《北华大学学报(自然科学版)》期刊2016年06期）
李超[7]（2015）在《机械臂末端力/位置混合控制方法研究》一文中研究指出随着全球经济的发展,尤其是在“工业4.0”的背景下,一场以智能制造为主导的第四次工业革命正在进行,而实现新一轮工业革命的重点就是发展机器人产业。机械臂装配作业是先进制造系统的重要环节,是一种约束类操作。目前工业中所使用的机械臂,如焊接、搬运、喷涂等,都只进行简单的轨迹控制,而对于复杂的装配作业,对位置和力都要进行精确控制,即需要柔顺控制。本文针对装配作业中的柔顺控制,特别是力/位置混合控制,做了大量的基础性研究,重点研究了力传感器中存在高斯白噪声时的力/位置混合控制方法。首先,建立六自由度机械臂模型。针对实验室的REbot-V-6R六自由度机械臂,用D-H法建立运动学模型,用Newton-Euler方程建立动力学模型,并利用Matlab/Simulink和Robotic Toolbox开发了REbot-V-6R六自由度机械臂的仿真系统。然后,研究了力信息中噪声信号的幅频特性、功率谱密度、幅值概率密度分布,发现噪声符合高斯白噪声的特征,且得到了噪声的特征参数;研究了机械臂末端与环境的接触模型,建立了传感器的模型,并在模型中加入实际噪声特征参数,设计了用于Matlab/Simulink仿真的传感器模型。最后,研究了几种力/位置混合控制方法。基于逆动力学模型的计算力矩法,设计了前馈控制器、反馈控制器和基于分解速度控制的叁环力/位置混合控制器;为解决力传感器的噪声影响控制性能的问题,结合卡尔曼滤波器的的优点,设计了基于卡尔曼滤波的力/位置混合控制器。对平面和曲面上的恒力跟踪与变力跟踪分别进行了轨迹跟踪和力跟踪仿真实验,仿真结果表明,基于卡尔曼滤波的力/位置混合控制器于传统的控制方法相比,有更好的抑制干扰噪声的能力。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2015-04-20）
刘英策[8]（2015）在《基于末端力传感器的受约束可重构机械臂力控制研究》一文中研究指出可重构机械臂因其模块化的特点,能够很方便地被装配成不同的构形以适应不同环境下任务的需求,具有鲁棒性强、容错性好、灵活性强、成本低等诸多优点,近年来其应用领域日趋广泛。对于可重构机械臂而言,现有的研究大多是针对无外界环境或任务约束的自由空间开展的,机械臂在执行任务过程中不与外界环境之间发生接触或产生力的作用。然而,随着人们对机械臂灵活性、智能化的需求越来越高,越来越多的场合需要机械臂去执行一些在约束环境下的复杂、精细操作。在这种情况下,通常要求在对机械臂进行轨迹跟踪控制的同时需要控制机械臂与环境之间的接触力。因此,研究约束环境下的可重构机械臂的力位置协同控制策略成为可重构机械臂研究工作的必由之路。本文首先基于指数积公式分析了可重构机械臂的正运动学,然后利用数值方法分析了逆运动学的求解过程,建立了可重构机械臂从关节空间到操作空间(或称之为任务空间)之间的变换关系；结合旋量理论利用牛顿-欧拉方程建立了可重构机械臂在自由空间的动力学模型,利用雅克比矩阵分析了机械臂末端接触力与各关节力/力矩之间的映射关系,在此基础上建立了约束空间下可重构机械臂的动力学模型。其次,针对受约束机械臂其运动任务一般都是在操作空间定义而以往对机械臂的轨迹控制是在关节空间实现的这一问题,研究了一种基于神经网络补偿的受约束可重构机械臂鲁棒轨迹跟踪控制方法。然后,针对末端装有力传感器的可重构机械臂,在末端接触力信息可测的情况下,根据机械臂和环境约束之间的关系,在降阶模型的基础上,设计了一种自适应神经网络力/位置混合控制方法,以实现约束空间下可重构机械臂的力、位置协同控制,最后通过仿真结果验证了所设计控制器的通用性和有效性。(本文来源于《长春工业大学》期刊2015-04-01）
王平[9]（2006）在《下肢主要关节力矩和末端力关系的实验研究与应用》一文中研究指出本研究通过自行设计的下肢测力器,对24位研究对象分叁个不同的组别进行了下肢末端效应器的叁维力及叁维力矩的测试。通过调节踏脚板与地面的角度和踏脚板与座椅的距离,测出在不同关节角度下末端效应器的力和力矩,并运用相关软件进行了数据的分析和处理,根据扎齐奥尔斯基通过虚功理论所导出的雅各宾法,计算出髋、膝、踝的关节力矩,通过进一步分析和计算,验证了扎齐奥尔斯基所提出的理论(即雅各宾法的实际及由实际雅各宾法转换公式推出的当一个对象对环境发出一个静止力,并且身体姿态和力的方向都不变,那么,在所包括的关节中的力矩就唯一确定了,末端点力的任何增加都需要在所有的关节力矩中同时的成比例地增加),得出同一关节角度下,下肢主要关节(髋、膝、踝)力矩的增加关系,即髋、膝、踝关节力矩的增加比例。在此基础上,得出所测试的所有个体中,在不同关节角度和末端效应器所发不同力的情况下,下肢主要关节(髋、膝、踝)力矩增加的比例关系,可以此来判定薄弱环节,为运动训练和技术诊断提供指导。本研究结论如下:(1)本研究自行设计了一套下肢测力器系统。通过该系统可测出在不同关节构形情况下下肢末端效应器所发出的力和力矩,同时可计算出下肢各主要关节的力和力矩。此系统适用于像划船、自行车、举重以及跑等项目下肢各主要关节力矩的测试及进行下肢主要关节薄弱关节的判定。(2)本文通过实验结果分析,可得出对于同一个体,存在着最佳的关节构形,即在某一角度,末端效应器可发出的力最大,另外,对于同一个体来说,存在左右下肢不均衡的现象。(3)本文通过实验结果的分析,得出:在相同情况下,女子末端效应器所测最大力和力矩小于男子,且下肢各主要关节力矩小于男子;对于所有被测试对象,在同一关节角度,末端点所测的力达到最大时,并非下肢各主要关节力矩值也达到最大,即下肢各主要关节力矩达到最大时的关节位置与肌肉发出力最大时的关节位置并非总是一致。(4)本文通过下肢各主要关节力和力矩的测试及分析,从实验上验证了扎齐奥尔斯基的理论,并进一步得出:对于每个被测试者,在不同的下肢关节构形中,下肢的主要关节力矩的增加的比例趋于一致,本研究的结果是髋、膝、踝关节力矩绝对值在髋、膝、踝力矩的绝对值之和中的比例趋于常数,分别为0. 61、0.32、0.07,写成连比形式约为6:3:1;下肢各主要关节力矩增加的比例不随着性别和疲劳状态而发生改变。(本文来源于《北京体育大学》期刊2006-04-01）
末端力论文开题报告
（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：
基于曲面预测与模型预测控制算法提出磨削机器人对连续曲面工作时的末端力控制算法。给出机械臂离散、线性化的动力学模型;根据曲面预测算法计算未来时刻的曲面坐标,通过快速算法和求逆解运算获得机械臂满足设定值时各关节的期望角度;由动态矩阵控制算法求得机械臂各关节的输入力矩,以实现对期望关节角的轨迹跟踪。在仿真试验中控制机械臂追踪未知连续曲面,证明了机械臂针对未知曲面作业时所提算法力控制的实时有效性,并且达到目标要求。
（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。
末端力论文参考文献
[1].宗玉杰.七自由度机械臂末端力控制[D].东南大学.2018
[2].刘哲,宋锐,邹涛.基于模型预测控制的磨削机器人末端力跟踪控制算法[J].山东大学学报(工学版).2018
[3].熊鹏文,林虹,宋爱国,胡凌燕,陈大鹏.基于随机森林回归的手臂末端力的软测量方法[J].仪器仪表学报.2017
[4].王志,汪步云,许德章.基于DSP的机器人末端力控制系统设计[J].计算机测量与控制.2017
[5].陈钢,李彤,贾庆轩,孙汉旭,张健.空间机械臂末端力/位容错过程中关节参数突变抑制[J].机械工程学报.2017
[6].杜艳丽,赵莹,李艳娟.无末端力传感器的可重构机械臂分散力控制[J].北华大学学报(自然科学版).2016
[7].李超.机械臂末端力/位置混合控制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2015
[8].刘英策.基于末端力传感器的受约束可重构机械臂力控制研究[D].长春工业大学.2015
[9].王平.下肢主要关节力矩和末端力关系的实验研究与应用[D].北京体育大学.2006