阻抗控制算法在机器人火炬交接中的应用

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1、东南大学硕士学位论文摘要本论文课题就是来源于863高技术项目《仿人机器人柔顺性控制技术研究》的子课题。研究针对手臂模型未知和动态环境下的仿人机器人手臂柔顺性控制算法，实现阻抗控制算法在机器人火炬交接的应用是本课题的重要目标之一。本论文对Hogan阻抗控制算法、Seul阻抗控制算法和神经网络逆系统阻抗控制算法进行仿真研究，针对3关节机器人，总结其阻抗控制参数的调节规律。通过仿真表明，合理调节阻抗参数对接触力控制有较大的影响。利用本实验窒的PAl0C机器人，设计并实现了一种开放式的基于ARCNET网卡的机器人通讯模块，实现Seul阻抗

2、控制算法在机器人火炬交接中模拟接触力控试验。试验表明，该算法满足工程需要，具有较好的应用价值。论文最后对PAl0C机器人的运动学正逆解进行分析，其求解是将阻抗控制算法应用到6自由度机器人的基础。关键词：机器人自适应阻抗控制火炬交接神经网络逆系统柔顺性控制东南大学硕士学位论文AbstractThispapercomesfromasub·taskof863programs—·theresearchofcompliancecontroltechniquesonaperyrobot．OneofgoMsontheprogramistostu

3、dycompliancecontrolalgorithmsundertheconditionofunknownrobotmodelanddynamicenvironmentandtorealizetheimpedancecontrolintorchtransferring．Thearticle'staskiSasfollows：TheHoganimpedancecontr01．Seulimpedancecontrolandimpedancecontrolbased011ANNinversesystemareresearchedby

4、simulationonrobotofthreeioint．HOWtoadjustimpedanceparametersissummarized．Itisimportanttoadjustimpedanceparametersduringtheforcecontr01anditeffectivelyreducestheforoebetweentherobotandtheenvironmentaccordingthesimulaton．An0口endesignofcomnlunicationwithrobotbasedonARCNE

5、Tcardisanalyzedandrealized．TheSeulimpedancecontr01insimulatedcollisionoftorchtransferringiSrealizedwithPAlOCinthelaboratory,Theresultofexperimentshowsthattheakorithmmeetstheneedofprojectandhasgoodvalueofapplication．Lastly,thekinematicsandinversekinematicsofPAIOCareana

6、lyzed．It’Sthebaseofrealizingimpedancecontrolonrobotofsixdegree．KeyWords：robot，adaptiveimpedancecontrol，torchtransferringneuralnetworkinversesystem，compliancecontrolII东南大学硕士学位论文绪论§1．1课题背景第一章绪论机器人学是-I"1高度交叉的前沿学科，引起许多具有不同专业背景人们的广泛兴趣，进行深入研究并获得快速发展。自1962年美国万能自动化(UNI姒T10N)公

7、司的第一台机器人UNIMATE在美国通用汽车公司(删)投入使用以来的40年间，随着电子计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及空间技术的进步，机器人技术在一些发达国家迅速发展起来，机器人在生产自动化中的地位越来越重要。机器人的发展经历了三个阶段：第一代机器人为示教再现型机器人(或称为程序控制机器人)，这类机器人主要是按照程序进行操作完成一些重复的简单动作，这类机器人需要使用者事先教给它们动作顺序和运动路径，再不断地重复这些动作。目前在汽车工业和电子工业自动线上大量使用的就是这类机器人．它们基本上没有感觉也不会思考；第二代机器人

8、为低级智能机器人，和第一代机器人相比，低级智能机器人具有一定的感觉系统，能获取外界环境和操作对象的简单信息，可对外界环境的变化做出简单的判断并相应调整自己的动作，以减少工作出错，产品报废。因此这类机器人又被称为自适应机器人。20世纪90年代以来，在