基于变阻抗控制的冗余驱动并联机器人多目标内力优化

摘要：

由于冗余驱动的存在,冗余驱动并联机器人系统逆动力学模型存在无限组可跟踪期望轨迹的控制力矩解,这使得机器人在运行过程中具有完成附加任务的能力.以实现骨科机器人的安全精准操控为目的,提出了基于变阻抗控制的冗余驱动并联机器人多目标内力优化方法.首先,采用支链分解法对冗余驱动并联机器人的动力学进行建模.其次,为实现机器人的安全操作,设计了冗余驱动并联机器人时变阻抗控制器,利用李雅普诺夫理论分析了系统的稳定性;在此基础上,以消除冗余驱动并联机器人运动过程中的传动间隙为附加任务,提出了一种以力矩传递性能、驱动功率和控制力为优化目标的多目标融合驱动力优化方法.最后,通过仿真实验与对比分析,验证了所提方法的有效性,实现了机器人系统传动间隙的消除.

关键词：冗余驱动、并联机器人、时变阻抗控制、间隙消除、多目标优化

所属期刊栏目：49

分类号：TP242;TH122;D815.5

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;北京市教育委员会科学研究计划项目;北京市教育委员会科学研究计划项目;北京市自然科学基金;北京市自然科学基金;北京市自然科学基金;国家重点研发计划;北京市科技计划;中国博士后科学基金;北方工业大学毓优人才支持计划,复杂系统管理与控制国家重点实验室开放课题;北京市教委基本科研业务费资助

在线出版日期：2023-05-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：1099-1115