[发明专利]基于模糊策略的双边遥操作末端平滑行为规划控制方法

权利要求书

1.一种基于模糊策略的双边遥操作末端平滑行为规划控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、根据二种运动情况分别建立导纳与阻抗模式的参数结构：

1、从端机器人的末端在自由空间运动时，环境作用力为主端操控端采用具有期望阻抗的导纳模式为：

2、从端机器人的末端与环境接触时，环境作用力主端操控端感受到从端有接触行为后，选择阻抗控制模式为：

其中：和分别是本地端和远端机器人执行器末端的三维位移，表示本地端的惯量矩阵，其中是n关节机械臂的惯量矩阵，本地端的雅可比矩阵满足和分别是本地端雅可比矩阵的广义逆矩阵和广义逆的转置矩阵；

继而表示本地端的机器人末端科氏力矩阵，表示主端的末端重力向量，是主端执行器的关节角；

步骤2：根据力位信息确定混合导纳和阻抗模式的模型，构建式闭环系统的期望动力学模型为：

其中表示力从本地端向从端机器人传递时的力当量，为利用模糊逻辑系统确定的分配参数；

设计该闭环系统的本地机器人末端的控制律为：

其中：是基于阻抗特征的本地端对从端环境力的预测，从端机器人末端与环境交互过程为：

其中：第i个运动维的环境力为利用自适应律实现从端环境力阻抗结构参数的估计：

继而获得对从端环境力的阻抗参数，预测从端环境力；

是基于RBF神经网络的系统不确定性估计，其中是参数增益矩阵，初始值随机选取，是高斯型的参数向量，向量中的每个元素的选取都遵循高斯函数设计；

参数增益矩阵的更新率设计为：

其中，是的第i行列构成的向量；

s_i＝e_i+a_ie_i

其中，m_i＞0，c_i＞0，k_i＞0是在闭环系统在平衡点时的阻抗结构；

建立时和是对角正定的，阻抗参数矩阵的对角线上的元素值，期望阻抗结构满足二阶系统是过阻尼的；

从端控制器采用鲁棒控制器设计，从端机器人末端满足此时从端的阻抗结构保证力和位置能够完整表现本地端操作的行为；

自由空间运动与环境接触运动模式切换的分配参数Λ可根据本地端操作人员作用下机械臂与接触面之间的相对位置与运动速度之间的关系根据模糊推理逻辑确定；

步骤3：重复步骤2，生成轨迹符合遥操作机器人的导纳与阻抗模式切换过程的期望动力学