遥操作机器人的新型力反馈算法木.pdf

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1、第28卷第5期2011年5月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersV01．28No．5May20“遥操作机器人的新型力反馈算法木侯敬巍，赵丁选，巩明德，崔玉鑫(吉林大学机械科学与工程学院，长春130025)摘要：在采用液压挖掘机改造的遥操作机器人双向伺服控制系统中，针对大臂和前臂两个自由度构建力反馈控制算法。以准确地获取从端机器人与环境的作用力，使反馈力能够更好地反映从端工作状况为目的，采用构建干扰力补偿项的方法消除干扰力对反馈力的影响；以机器人转角为输入，以空载时

2、检测到的液压缸作用力为输出。通过径向基函数构建干扰力补偿项，此补偿项可对多种因机器人的机械本体动力学特性产生的干扰力之合力进行补偿。实验证明，在以液压机构为从手的双向力反馈系统中，通过构建干扰力补偿项的方法提高力反馈效果的方法是可行的，采用的带有干扰力补偿的力反馈算法有效地消除了重力、摩擦力等干扰力的影响，有助于操作者更为准确地感受环境作用力。该算法适用于各类机器人连杆传动机构的力反馈控制。关键词：电液伺服系统；液压挖掘机；径向基函数；干扰力补偿；力反馈中图分类号：’rP301．6文献标志码：A文章编

3、号：1001-3695(2011)05—1679-03doi：10．3969／j．i8肌．1001．3695．2011．05．024NewforcefeedbackalgorithmforteleoperationrobotHOUJing-wei，ZHAODiIlg·x咖，coNGMiIlg—de，CUIYu瘟n(Co如酽矿胁础讥町&切柳&E嚼删讥g，肛讥№缈，铂∞g疏m130025，蕊矗Ⅵ)Abstract：IntlIebilateralsenrocontrolsystemofateleopemte

4、robot聆constrIlc州byahydr钔llic8haver，pmposedanewforcefeedbackaI鲥thmf撕tlleb00mand踟DOF．Basedonmeforicerenectalgorithm，realizedfbrcefeedbackcontmlbyt王lefbrcesiI丑aJf而mthe8Iavepart．Toacquirefeedbackforcewhichcouldrenecttheinteractionbehveentheslaverobotandenvi

5、mnment，p∞posedanewforcef如dbackalgorithminwhichpmpo眈danRBFsystemidentificationalgorithmwiththejoint蛐desasinput明dtheforcewhenthembotwasuIIload鹊output．Withsuchamethod，ehminatedthedynaIIlicforcesoftherobotlinksasdisturbanceforce．hisprovedbvexperimentthatthe

6、methodtoimpfove{．orcefbedbackeffectb丫disturb趼cefbrcecompensationiBfe鹊ible．Thealgorit

7、ImelinIimtestIIedisturbanceforceef艳ctivelv，whichhelpstlleoperatortofeeltheintemctionbe附eentherobot锄dtheenvim姗em．Theforcefeedbackal印rithmh鹊聊dpedb珊锄cetothefbrcef曲dbackcon

8、trolal瓤丽thmfortherobotlirll【s．Keywords：hy妇lic8eryo—system；hy妇licshver；RBF；di8t幽cefbrcecompensation；fmef汹加k0引言在操作者与工作现场分离的遥操作机器人系统中，为了提高操作精度与工作效率，往往通过力反馈机构将从端机器人的受力反馈给操作者，使操作者实时地感受从端工作机构的受力。力反馈算法的研究是遥操作机器人领域的重要内容。然而当前的传感器检测到的力信息往往带有较多的干扰，如重力和摩擦力等，设计合理的干扰

9、力补偿算法以去除其不利影响的研究已在许多与力信息相关的机器人控制方法的研究工作中展开。摩擦力补偿的研究如文献[1]使用扩展卡尔曼滤波器的方法对重型设备的摩擦力进行的估计补偿。文献[2]采用～种使得系统跟踪误差在有限时间内收敛到平衡点的终端滑模函数，利用李雅普诺夫稳定性理论推导出估计参数的在线自适应律，建立了位置控制系统的自适应滑模摩擦力补偿算法。f钿ooq等人po使用MARc模型估计机械手终端与工作环境之间的摩擦，以此解决机器人动力学模型中的不确定性问题