面向端持任务的末端稳定性控制和力控制方法研究
发布时间：2021-09-09 09:24
如用托盘端茶等端持任务,是最常见的双臂协调任务形式之一,其末端的稳定性受到机器人动作的影响。当机器人运动加速度过大时,会导致所端持的物体发生侧滑现象,使末端失稳,任务失败。因此增强末端的抗干扰能力、提升末端的稳定性是有必要的。针对端持粗糙物体的情况,本文设计了末端姿态优化控制算法,减小了所端持物体发生侧滑的可能性;针对端持光滑物体的情况,本文设计了末端平衡恢复算法,使端持的物体能够在初始位置附近保持动态平衡。为了更好的进行端持任务,本文还进行了末端接触力控制方法研究。具体研究内容如下:首先,针对端持粗糙物体的情况,选取托盘平面法向量和双臂对托盘作用力之间的夹角作为评价末端稳定性的稳定裕值,并计算相应的稳定裕度;在此基础上,实时计算控制转轴,并通过阻抗模型规划控制转角,使末端趋近最佳姿态,以减小所端持物体和托盘之间的摩擦力,增加末端的稳定性。当所端持物体较为圆润光滑时,物体容易受到外部扰动而离开初始位置。针对这种情况,以双臂用托盘端小球为例进行分析。通过末端力传感器测量结果计算小球在托盘上的位置和速度,并对位置和速度信号进行滤波处理;以处理后的结果为输入,托盘控制转角为输出,设计平衡恢复...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1双臂端持任务当机器人在执行端持任务时，遇到启动、停止、转弯等情况，又或者是为
生侧滑的可能性。第二种是所端持的物体比较光滑圆润，即便机器人没有加减速，物体也会在较小的外部扰动下偏离原来的位置。针对这种情况，根据物体偏移的程度实时调整姿态，使圆润光滑物体在重力的作用下在初置附近保持动态平衡。本文以端持任务为研究对象，针对被端持物体粗糙与否两种情况，进行端姿态优化控制方法研究以及末端平衡恢复控制方法研究；同时为了保证更好地完成，进行了末端接触力控制方法研究。实验和仿真结果表明了算正确性和有效性。.2 国内外研究现状及分析.2.1 双臂机器人国内外研究现状国内外对双臂机器人的研究开始于上世纪 90 年代[11]，在 30 多年的发展，已经取得了较多的研究成果。尤其是最近十余年，多款外形简约、功能完善的协作式双臂机器人相继问世，为机器人走进生活提供了可能，下面对其进行介绍。
生侧滑的可能性。第二种是所端持的物体比较光滑圆润，即便机器人没有加减速，物体也会在较小的外部扰动下偏离原来的位置。针对这种情况，根据物体偏移的程度实时调整姿态，使圆润光滑物体在重力的作用下在初置附近保持动态平衡。本文以端持任务为研究对象，针对被端持物体粗糙与否两种情况，进行端姿态优化控制方法研究以及末端平衡恢复控制方法研究；同时为了保证更好地完成，进行了末端接触力控制方法研究。实验和仿真结果表明了算正确性和有效性。.2 国内外研究现状及分析.2.1 双臂机器人国内外研究现状国内外对双臂机器人的研究开始于上世纪 90 年代[11]，在 30 多年的发展，已经取得了较多的研究成果。尤其是最近十余年，多款外形简约、功能完善的协作式双臂机器人相继问世，为机器人走进生活提供了可能，下面对其进行介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移动平均值滤波的储能容量配置研究[J]. 陈佩琳,贾成真,郭跃年. 山西电力. 2017(04)
[2]基于力/位混合算法的7自由度机械臂精细操控方法[J]. 常健,王亚珍,李斌. 机器人. 2016(05)
[3]基于遗传算法的双机器人协调搬运阻尼比例微分控制方法[J]. 欧阳帆,张铁,陈杨. 上海交通大学学报. 2016(06)
[4]一种改进的加权均值滤波算法[J]. 沈德海,侯建,鄂旭,张龙昌. 现代电子技术. 2015(10)
[5]从“两化融合”到“中国制造2025”[J]. 许颖丽. 上海信息化. 2015(01)
[6]创新物流技术为客户转型升级提供支撑——访沈阳新松机器人自动化股份有限公司物流与仓储事业部总经理张进[J]. 喜崇彬. 物流技术与应用. 2014(09)
[7]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[8]基于卡尔曼滤波的风速序列短期预测方法[J]. 修春波,任晓,李艳晴,刘明凤. 电工技术学报. 2014(02)
[9]基于自适应无迹卡尔曼滤波的电力系统动态状态估计[J]. 赵洪山,田甜. 电网技术. 2014(01)
[10]带零漂补偿和定子电阻自校正的磁链观测器[J]. 文晓燕,郑琼林,韦克康,王琛琛. 中国电机工程学报. 2011(12)
博士论文
[1]变负载双臂机器人阻抗自适应控制系统研究[D]. 贺军.中国科学技术大学 2016
[2]基于机器视觉的服务机器人智能抓取研究[D]. 杨扬.上海交通大学 2014
[3]服务机器人双臂协作技术研究及实现[D]. 李宪华.上海大学 2011
硕士论文
[1]面向小型金属铸件的机器人自动抛磨关键技术研究[D]. 张金锋.哈尔滨工业大学 2017
[2]面向双臂协同的阻抗控制方法研究[D]. 李坤.哈尔滨工业大学 2017
[3]机器宇航员协调操作柔顺控制技术研究[D]. 曹柳芳.北京邮电大学 2016
[4]仿人双臂协作机器人设计研究[D]. 房立龙.中国科学技术大学 2015
[5]异构双腿行走机器人联合仿真分析及人工腿的设计[D]. 程军.东北大学 2006
本文编号：3391844
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1双臂端持任务当机器人在执行端持任务时，遇到启动、停止、转弯等情况，又或者是为
生侧滑的可能性。第二种是所端持的物体比较光滑圆润，即便机器人没有加减速，物体也会在较小的外部扰动下偏离原来的位置。针对这种情况，根据物体偏移的程度实时调整姿态，使圆润光滑物体在重力的作用下在初置附近保持动态平衡。本文以端持任务为研究对象，针对被端持物体粗糙与否两种情况，进行端姿态优化控制方法研究以及末端平衡恢复控制方法研究；同时为了保证更好地完成，进行了末端接触力控制方法研究。实验和仿真结果表明了算正确性和有效性。.2 国内外研究现状及分析.2.1 双臂机器人国内外研究现状国内外对双臂机器人的研究开始于上世纪 90 年代[11]，在 30 多年的发展，已经取得了较多的研究成果。尤其是最近十余年，多款外形简约、功能完善的协作式双臂机器人相继问世，为机器人走进生活提供了可能，下面对其进行介绍。
生侧滑的可能性。第二种是所端持的物体比较光滑圆润，即便机器人没有加减速，物体也会在较小的外部扰动下偏离原来的位置。针对这种情况，根据物体偏移的程度实时调整姿态，使圆润光滑物体在重力的作用下在初置附近保持动态平衡。本文以端持任务为研究对象，针对被端持物体粗糙与否两种情况，进行端姿态优化控制方法研究以及末端平衡恢复控制方法研究；同时为了保证更好地完成，进行了末端接触力控制方法研究。实验和仿真结果表明了算正确性和有效性。.2 国内外研究现状及分析.2.1 双臂机器人国内外研究现状国内外对双臂机器人的研究开始于上世纪 90 年代[11]，在 30 多年的发展，已经取得了较多的研究成果。尤其是最近十余年，多款外形简约、功能完善的协作式双臂机器人相继问世，为机器人走进生活提供了可能，下面对其进行介绍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于移动平均值滤波的储能容量配置研究[J]. 陈佩琳,贾成真,郭跃年. 山西电力. 2017(04)
[2]基于力/位混合算法的7自由度机械臂精细操控方法[J]. 常健,王亚珍,李斌. 机器人. 2016(05)
[3]基于遗传算法的双机器人协调搬运阻尼比例微分控制方法[J]. 欧阳帆,张铁,陈杨. 上海交通大学学报. 2016(06)
[4]一种改进的加权均值滤波算法[J]. 沈德海,侯建,鄂旭,张龙昌. 现代电子技术. 2015(10)
[5]从“两化融合”到“中国制造2025”[J]. 许颖丽. 上海信息化. 2015(01)
[6]创新物流技术为客户转型升级提供支撑——访沈阳新松机器人自动化股份有限公司物流与仓储事业部总经理张进[J]. 喜崇彬. 物流技术与应用. 2014(09)
[7]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[8]基于卡尔曼滤波的风速序列短期预测方法[J]. 修春波,任晓,李艳晴,刘明凤. 电工技术学报. 2014(02)
[9]基于自适应无迹卡尔曼滤波的电力系统动态状态估计[J]. 赵洪山,田甜. 电网技术. 2014(01)
[10]带零漂补偿和定子电阻自校正的磁链观测器[J]. 文晓燕,郑琼林,韦克康,王琛琛. 中国电机工程学报. 2011(12)
博士论文
[1]变负载双臂机器人阻抗自适应控制系统研究[D]. 贺军.中国科学技术大学 2016
[2]基于机器视觉的服务机器人智能抓取研究[D]. 杨扬.上海交通大学 2014
[3]服务机器人双臂协作技术研究及实现[D]. 李宪华.上海大学 2011
硕士论文
[1]面向小型金属铸件的机器人自动抛磨关键技术研究[D]. 张金锋.哈尔滨工业大学 2017
[2]面向双臂协同的阻抗控制方法研究[D]. 李坤.哈尔滨工业大学 2017
[3]机器宇航员协调操作柔顺控制技术研究[D]. 曹柳芳.北京邮电大学 2016
[4]仿人双臂协作机器人设计研究[D]. 房立龙.中国科学技术大学 2015
[5]异构双腿行走机器人联合仿真分析及人工腿的设计[D]. 程军.东北大学 2006
本文编号：3391844
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