靈巧臂柔順控制技術研究.pdf

1、隨著機器人技術的不斷發(fā)展，曾經(jīng)的示教型機器人逐步發(fā)展到現(xiàn)在具有感知和獨立判斷能力的智能機器人。智能機器人的研究開創(chuàng)了機器人研究歷程中的另一個里程碑。雖說現(xiàn)在在智能機器人的研究中取得了很多成果，攻克了很多重要的技術難關，但還有很多亟待解決的技術難題。其中一個亟需解決的矛盾就是機器人在工作時與特殊環(huán)境有力接觸時需要給予一定的柔性，然而機器人在位置伺服控制時是需要滿足一定的剛度以及其機械機構本身就存在一定的剛度。為了解決這個問題，很多人希望機

2、器人可以像人一樣在接觸環(huán)境時對環(huán)境具有一定的順從能力，也叫做柔順性(Compliance)，像這種具有柔順性的控制被稱為柔順控制(Compliance Control)。在柔順控制的研究中，很多學者提出了多種方法，其中應用的比較多的有阻抗控制Impedance Control和混合力/位控制Hybrid Force/Position Control。
　　本文以6自由度的機器人靈巧臂為例，圍繞其阻抗控制問題開展了系統(tǒng)研究。首先，對

3、阻抗控制的基本原理以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進行了綜述;其次，建立了靈巧臂的數(shù)學模型，主要對其運動學和動力學模型進行了建立與分析;在經(jīng)典模糊控制原理的基礎上設計了基于模糊PD控制的模糊阻抗控制，形成了雙模糊控制結構，通過仿真分析驗證了其有效性及優(yōu)越性;最后，研究了自適應神經(jīng)模糊控制算法(ANFIS)，并利用ANFIS工具箱針對阻抗控制器的模糊規(guī)則進行了優(yōu)化設計。大量的仿真結果表明，本文提出的雙模糊控制結構在靈巧臂自由空間與約束空間中的力與位置