导读:本文包含了主动柔顺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:冗余度机械臂,柔顺控制,自运动,奇异回避
主动柔顺控制论文文献综述
武文[1]（2019）在《冗余自由度机器人操作臂主动柔顺控制研究》一文中研究指出凭借特有的自运动,冗余度机械臂有着更优的运动灵活性与交互能力,而运动的复杂性和环境的不确定性使其很难在满足实际运动能力限制的同时实现运动和力柔顺的统一。针对该问题,本文基于冗余度机械臂的自运动特性,考虑实际运动能力限制,对运动柔顺和力柔顺控制做出了详细研究。本文根据机械臂的实际运动能力限制,构造了关节位置、速度和驱动力矩的统一优化函数,通过构造加权矩阵实现了其协调优化。建立了基于自运动规划的柔顺控制系统,分别进行了位置控制器、力控制器的设计。以回避奇异和回避力为控制目标,分析了奇异位形的自运动可回避性,根据雅克比矩阵元素的线性相关性分析了将要陷入奇异的关节;建立机械臂受力时的力学模型,分析了单个或多个力作用于机械臂不同位置的情况,并给出了相应的冗余关节选择原则和速度规划方法,实现了基于自运动规划的柔顺控制器设计。为实现运动、力柔顺的统一,进行了操作空间和零空间运动引起的关节力矩解耦,基于李雅普诺夫稳定性判据给出了解耦控制的稳定性证明。通过在操作空间和零空间内构造阻抗关系实现力柔顺,通过优化零空间速率实现运动柔顺,实现了扩展操作空间内运动、力柔顺混合控制器设计。最后将提出的柔顺控制方法结合,给出了各控制方法的应用场合、切换条件,并通过对力的预估和多项式插值实现控制的平滑过渡,建立了总的柔顺控制系统。为了验证提出的柔顺控制方法,本文选取了八自由度机械臂进行运动学、动力学分析,采用抑制旋量法计算了机械臂奇异位形,并进行奇异位形可回避性判断。推导了力柔顺控制的稳态力误差,并分析了阻抗参数对于力柔顺控制过程中响应特性和稳态特性的影响,最后通过构造优化函数对力柔顺控制过程进行优化,确定了最优的阻抗参数。采用Matlab和Adams联合仿真对提出的柔顺控制方法进行验证。仿真结果表明,基于自运动规划的运动柔顺和力柔顺控制方法能够在不影响主作业的同时实现近奇异位形和单个或多个力的回避,扩展操作空间内的运动、力柔顺混合控制方法能够在不影响主作业的同时实现力柔顺并提高机械臂的运动灵活性,实现运动柔顺和力柔顺的统一。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
秦振江,赵吉宾,李论,张洪瑶[2]（2019）在《砂带抛光机器人力/位混合主动柔顺控制研究》一文中研究指出以复杂曲面为加工对象,将机器人、砂带机和在线恒力控制算法相结合构成机器人恒力抛光控制系统。对抛光系统加工过程中所受作用力进行分析,根据机器人运动学坐标变化,提出重力补偿算法,消除工件重力对恒力抛光控制系统的干扰。建立力/位置混合机器人主动柔顺控制策略,提出了基于最小二乘参数辨识的力控模型求解方案,并基于模糊PID完成过程控制,实现对抛光力的恒定控制。通过对卫浴五金件的磨抛实验,结果表明该算法可以有效的实现机器人柔顺控制,保持恒力磨抛。(本文来源于《制造业自动化》期刊2019年04期）
张继尧,韩建海,刘赛赛,李向攀[3]（2019）在《工业机器人抛光作业的主动柔顺控制系统》一文中研究指出针对抛光作业过程中的恒力问题,研究了工业机器人恒力抛光作业的主动柔顺控制系统。通过六维力传感器对采集到的力信号进行了滤波、重力补偿,得到抛光工具与工件间的实际接触力;采用模糊PID控制策略,控制恒力补偿装置实现柔顺位置补偿,保证抛光工具与工件间恒定的接触力,从而完成机器人对工件柔顺恒力抛光作业的要求。该方案可以满足抛光机器人对位置和力分别控制的要求。(本文来源于《机械科学与技术》期刊2019年06期）
张世俊,邢琰,胡勇[4]（2018）在《一种不平整地形下足式机器人的主动柔顺控制方法》一文中研究指出为实现足式机器人在不平整地形下的稳定行走,提高机器人对不平整地形的适应能力,提出一种主动柔顺控制方案,包括基于关节空间的主动柔顺控制、机身姿态柔顺控制和关节PD控制。根据足式机器人运动学模型设计平地步态,作为机器人不平整地形下前进的主步态;通过采用基于关节空间的主动柔顺控制方法和机身姿态柔顺控制方法,生成关节角度和角速度修正量,进而得到腿部关节跟踪指令;利用虚拟样机技术对多种地形进行仿真,仿真结果表明采用提出的主动柔顺控制方法提高了机器人对不平整地形的适应性。(本文来源于《航天控制》期刊2018年05期）
邱石[5]（2018）在《基于运动解析的下肢康复机器人主动柔顺控制研究》一文中研究指出近年来,随着人口老龄化不断加剧,以老年人为主的慢性疾病患者急剧增多,尤其是中风等脑血管疾病已成为危及人类生命主要疾病之一。中风导致的神经损伤若不及时治疗会引起严重的运动功能障碍。现有的医疗资源和康复设施紧缺,康复医师承担着巨大的工作压力。康复机器人可以代替康复医师完成肢体辅助运动,减轻康复医师工作负担同时保证训练强度和康复效率。但是,现有的康复机器人大多采用被动式训练方法,主动康复训练技术尚不成熟。在主动康复训练中,康复机器人通过人体运动解析进行柔顺控制是实现人机交互控制的关键。由此,如何实现人体运动实时解析以及主动柔顺控制成为康复机器人主动训练中亟待解决的两大问题。本论文的主要工作如下:首先,简化卧式下肢康复机器人机械结构,建立人机系统正逆运动学模型;基于人体参数回归方程和人体简化模型建立下肢动力学模型;分析主动训练中人机交互特点并建立主动模式下人机系统动力学模型,为下肢康复机器人主动柔顺控制奠定基础。其次,针对运动意图实时定量识别问题,以表面肌电信号(surface Electromyography,sEMG)产生机理与特点为基础,提出一种基于sEMG的下肢运动解析方法,进而生成与人体运动意图同步的期望轨迹:引入相干性分析法,定量描述sEMG和关节角度耦合关系,进而优化选取肌肉通道;采用一阶递归滤波器补偿sEMG和关节角度的机电延迟(the Electromechanical Delay,EMD);提出基于黄金分割的最小二乘极限学习机算法,缩短训练和预测时长;最后,通过实验验证了所提方法的有效性。再次,为了使得康复机器人主动控制过程更加自然、舒适,提出基于sEMG反馈的变阻抗控制模型从而实现康复机器人主动柔顺控制。构建sEMG与阻抗系数非线性函数,建立基于sEMG和人机交互力的变阻抗控制模型,进而调整期望轨迹并生成目标参考轨迹;提出滑模迭代学习控制器(Sliding Mode Iterative Learning Controller,SMILC)抑制重复干扰和异常扰动,实现对目标轨迹的稳定跟踪。基于matlab/simulink建立控制仿真模型,对所提出的控制方法进行仿真验证,结果证明了所提方法的可行性和有效性。最后,搭建卧式下肢康复机器人主动柔顺控制实验平台,包括信号采集系统,下肢运动解析系统,康复机器人控制系统。将本文方法应用于实验平台中,验证了本文所提控制方法的有效性。(本文来源于《燕山大学》期刊2018-05-01）
廖琳静[6]（2018）在《面向机器人装配任务的主动柔顺控制系统研究》一文中研究指出随着装配机器人技术的不断发展,越来越需要机器人完成一些与环境接触力有着极高的控制要求的任务,例如抛光、打磨、孔轴装配等。利用机器人实现自动的环境柔顺性控制作业,不仅能避免装配零件之间过大的接触力,还能增加机器人作业时在不精确的目标环境下的适应性,降低对位置精度的控制成本。由于目前国内工业装配机器人大多执行单纯的位置控制操作任务,针对力接触主动柔顺控制的应用,例如装配及擦拭等工业作业,仍然存在应用性不高等问题,大多未投入到实际工业使用中。因此,主动柔顺控制系统的研究与应用是实现智能控制亟待解决的重要问题。本文利用导纳控制实现了基于位置的力反馈综合控制,研究并搭建了基于主动柔顺控制的机器人装配系统,主要工作内容如下:首先,分别建立并验证了机械臂的运动学和动力学模型。在机械臂运动学建模基础上,仿真验证了运动学模型的正确性。针对出现的反解结果不唯一且解析解对任意构形的机器人不具有通用性等问题,提出一种新的基于退火-梯度下降混合算法的机械臂运动学反解算法,解决了反解过程中奇异性和冗余度等问题;在动力学模型方面,对比分析了机器人的动力学模型和ADAMS叁维动力学仿真模型,提出了通过修正的数学补偿模型来拟合动力学方法存在的误差,提高动力学模型的精度,为控制系统的稳定控制提供了有效的理论基础。其次,根据柔顺控制原理,在位置PD控制基础上,分别引入不同的外环柔顺控制算法,将直接力反馈、阻抗控制和导纳控制分别进行对比分析,分析各参数对控制指标的影响,使用交叉验证的方法总结了各柔顺控制算法的控制效果。根据控制算法存在的缺点,引入动态S型衰减因子,分别基于修正量和运行时间各提出一种修正的导纳控制模型,解决了导纳控制模型不能同时满足较小稳态误差和较小超调量的问题,实现了对导纳动态控制的有效调节,具有较强的稳定性。针对两种修正模型,分别分析了其突变发生可能性和参数可控性,合理分析了两种修正模型的利弊,实现对模型的修正。再次,针对轴孔装配过程,开展轴孔装配策略研究。分析轴孔装配过程的数学模型,将装配过程分成寻孔和装配两个阶段,在寻孔阶段根据接触力与接触力矩的正比关系,设计了一种基于等效力臂的变步长寻孔方法,解决孔的对中问题,加速寻孔过程;在轴孔装配阶段,分析基础受力模型并模拟装配过程的运动状态,然后提出了轴孔装配控制策略。最后,根据控制策略搭建主动柔顺控制系统实验平台,开展柔顺性实验验证工作。设计并搭建了主动柔顺控制系统的硬件结构、软件框架及通信系统,分别进行了叁维任意力作用下跟随运动实验、末端沿着不同刚度及不同形状斜面运动的柔顺环境适应性实验和柔顺控制插孔实验,有效验证了所提出的柔顺控制算法和轴孔装配策略。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2018-03-15）
史景飞,王大庆,闫法领,高理富[7]（2017）在《基于主动柔顺控制的工业机器人直接示教研究》一文中研究指出为了实现机器人的直接牵引示教功能,对机器人直接示教问题进行了研究,在ER6C60工业机器人上开发了基于拖曳的机器人直接示教系统。机器人直接示教系统采用了基于位置调整的主动柔顺控制方法,能够通过力/力矩传感器检测操作者的示教牵引力,将力坐标变换后的力信号转换为机器人末端执行器位置的调整量,实现了机器人的顺应性跟踪控制。上位机采用基于VC++的网络编程实现了机器人直接示教功能。实验结果验证了机器人直接示教系统的有效性和通用性。(本文来源于《组合机床与自动化加工技术》期刊2017年12期）
解增辉[8]（2017）在《弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究》一文中研究指出相比于传统的被动缓冲式空间对接,弱撞击空间对接具有对接过程中接触力小、允许的初始位姿偏差大等优点,因此成为国际空间技术研究的热点。柔顺对接需要在对接过程中实时采集对接接触力,进行信号处理并完成位置命令修正,导致控制系统更加复杂;同时,由于弱撞击空间对接机构允许的对接初始条件更加恶劣,所以有必要选择合适的优化目标对空间对接机构进行优化设计。因此本文对弱撞击空间对接机构的优化设计方法以及柔顺控制策略进行了研究,为开展弱撞击空间对接进行理论储备。首先,为完成弱撞击空间对接模拟实验,本文以Stewart平台作为主动对接平台,在每个支链末端安装一维力传感器,用于采集对接过程中的接触力信息,完成其构型设计,进行其正逆运动学分析,其中正运动学采用数值迭代的方法完成,并完成其雅克比矩阵的推导,为后续的尺度综合和柔顺控制奠定了基础。为提高对接机构的综合性能,对基于雅克比矩阵和螺旋理论的并联机构的性能评价指标进行深入的对比分析,选定具有坐标系不依赖性和单位统一性优点的螺旋理论评价指标,利用其进行结构优化,并提出全局传递性能指标(GTIc)来评价确定工作空间条件下并联机构的传递性能。采用粒子群算法开展空间对接机构的尺度综合,为弱撞击对接机构的研制提供理论指导。基于此,进行对接机构的设计以及优化结果的验证。然后,为实现弱撞击空间对接,降低对接过程中的接触力,本文在传统阻抗控制的基础上,设计惯量-阻尼控制器,消除由于机器人末端操作器偏离期望位置而产生的恢复力,使机器人表现出对环境的完全适应性。此外,提出期望对接力解算方法,用以判定对接是否完成。并在此基础上,提出关节空间柔顺控制策略和笛卡尔空间柔顺控制策略来完成对接环位姿测量不精确条件下的弱撞击对接,采用MATLAB和ADAMS联合仿真方式验证两种控制策略的可行性,并对比分析其各自的优缺点。最后,设计3UPS-PS并联机构作为被动对接平台以构建对接模拟实验系统,完成其电气控制系统和软件控制系统的研制,对主动柔顺控制策略进行实验验证。完善了弱撞击空间对接实验流程,攻克力信号滤波、重力补偿、主被动对接环位姿测量等相关技术,并进行弱撞击空间对接模拟实验,验证控制策略的可行性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
龚定伟[9]（2017）在《叁自由度绳牵引并联机器人的主动柔顺控制》一文中研究指出绳牵引并联机器人是一类绳索取代刚性连杆作为关节的新型并联机器人,其具有结构简单、重构性强、重量轻、工作空间大、成本低等优点。本文对绳牵引并联机器人的研究现状进行了调研和总结,将叁自由度绳牵引并联机器人作为研究对象,对该机器人的运动柔顺控制技术展开研究。根据调研资料和实际情况,搭建了叁自由度绳牵引并联机器人的实体样机。针对样机的结构特性建立了机器人的几何模型并对其进行了运动学分析,得到了位置运动学模型。同时由于样机中的绳索具有单向受力性,所以对绳索进行了刚度分析,得到了绳索的刚度模型,便于对因受力而发生形变的绳索进行补偿。为了实现样机的运动柔顺控制,本文研究了绳牵引并联机器人的轨迹规划算法和主动柔顺控制方案。在样机中,绳索作为关节,其本身有一定的柔性,因此样机的主动柔顺控制方案会有所不同。本课题中主要利用了样机的结构矩阵,设计出了符合样机结构特性的柔顺控制方案。最后通过样机实验以及软件仿真验证了文中算法、模型、方案的正确性和可行性。(本文来源于《西南科技大学》期刊2017-04-19）
范泽焘[10]（2017）在《机器人磨抛的主动柔顺控制技术研究》一文中研究指出随着智能制造的发展,机器人在磨抛中应用也越来越多。在机器人磨抛过程中,稳定控制磨抛力提高对磨抛质量具有重要意义。因此,本文针对机器人磨抛力的控制算法进行研究。(1)通过分析磨抛过程中工件的受力情况,得出控制磨抛时法向力为恒力来控制磨抛质量。结合两种主动柔顺控制算法的优缺点,最终提出力位混合控制算法来控制机器人磨抛力。(2)针对机器人磨抛过程中外力干扰和曲面磨抛,分别提出变参数PID控制法和基于矢量法力位混合控制算法。依据PID控制器的参数变化模型,建立控制参数随工况变化的PID控制器,提高机器人在磨抛过程控制磨抛力抗外力干扰的能力。通过分析曲面模型和曲面跟踪控制原理,提出了基于矢量法的力位混合控制算法,实现机器人多维力控制和曲面跟踪。(3)在MATLAB和Adams仿真环境中对力位混合控制算法进行仿真验证。通过在MATLAB中验证变参数PID控制算法,表明外力干扰时末端力在0.8s内稳定下来;而验证基于矢量法控制算法时,多维力在1s内稳定下来。在MATLAB和Adams联合仿真实验中,末端力在0.8s内稳定并具有曲面跟踪的效果,验证了提出的两种控制算法。(4)设计力位混合控制算法的验证实验,验证了变参数PID比常规PID稳定速率提高70%,而机器人在多维力在外力干扰时,可以一直保持稳定状态。分析实验曲线变化,证明提出的控制算法达到预期的控制效果。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-03-01）
主动柔顺控制论文开题报告
（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：
以复杂曲面为加工对象,将机器人、砂带机和在线恒力控制算法相结合构成机器人恒力抛光控制系统。对抛光系统加工过程中所受作用力进行分析,根据机器人运动学坐标变化,提出重力补偿算法,消除工件重力对恒力抛光控制系统的干扰。建立力/位置混合机器人主动柔顺控制策略,提出了基于最小二乘参数辨识的力控模型求解方案,并基于模糊PID完成过程控制,实现对抛光力的恒定控制。通过对卫浴五金件的磨抛实验,结果表明该算法可以有效的实现机器人柔顺控制,保持恒力磨抛。
（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。
主动柔顺控制论文参考文献
[1].武文.冗余自由度机器人操作臂主动柔顺控制研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].秦振江,赵吉宾,李论,张洪瑶.砂带抛光机器人力/位混合主动柔顺控制研究[J].制造业自动化.2019
[3].张继尧,韩建海,刘赛赛,李向攀.工业机器人抛光作业的主动柔顺控制系统[J].机械科学与技术.2019
[4].张世俊,邢琰,胡勇.一种不平整地形下足式机器人的主动柔顺控制方法[J].航天控制.2018
[5].邱石.基于运动解析的下肢康复机器人主动柔顺控制研究[D].燕山大学.2018
[6].廖琳静.面向机器人装配任务的主动柔顺控制系统研究[D].北京邮电大学.2018
[7].史景飞,王大庆,闫法领,高理富.基于主动柔顺控制的工业机器人直接示教研究[J].组合机床与自动化加工技术.2017
[8].解增辉.弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[9].龚定伟.叁自由度绳牵引并联机器人的主动柔顺控制[D].西南科技大学.2017
[10].范泽焘.机器人磨抛的主动柔顺控制技术研究[D].南京航空航天大学.2017