[发明专利]基于Zener模型的机器人-环境柔顺接触过程的阻抗控制方法有效
| 申请号： | 202110750200.9 | 申请日： | 2021-07-02 |
| 公开（公告）号： | CN113400313B | 公开（公告）日： | 2022-07-26 |
| 发明（设计）人： | 黄攀峰;武曦;马志强;刘正雄;常海涛;孙驰 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | B25J9/16 | 分类号： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 西安凯多思知识产权代理事务所(普通合伙) 61290 | 代理人： | 刘新琼 |
| 地址： | 710072 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 zener 模型 机器人 环境 柔顺 接触 过程 阻抗 控制 方法 | ||
【权利要求书】：
1.一种基于Zener模型的机器人-环境柔顺接触过程的阻抗控制方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：建立机器人动力学模型和环境模型
所述的机器人动力学模型为：
其中F＝J-T(q)τ为n维广义关节操作力，X、和为机器人末端位置、速度和加速度，M(q)、G(q)分别为笛卡尔空间中的惯性矩阵、哥氏力和离心力矢量、重力矢量；
所述的环境模型为：
其中，Fe为环境作用力，Ke为环境模型的刚度系数，Be为环境模型的阻尼系数，X为机械臂末端位置，Xe为环境位置；
步骤2：建立基于Zener模型的阻抗控制模型
其中，Ex为期望位置与机器人实际位置之差，Ef＝Fd-Fe为期望接触力与实际接触力之差，Md、Bd、Kd和分别为惯性矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和另一个刚度矩阵；
步骤3：建立基于位置的力跟踪阻抗控制模型
所述的基于位置的力跟踪阻抗控制模型包括阻抗控制器、位置控制器、环境模型和机器人，其中位置控制器对机器人进行控制，即控制力F，机器人输出位置X给环境模型，环境模型输出环境作用力Fe，将期望作用力Fd减去环境作用力Fe得到Ef输入到阻抗控制器，阻抗控制器输出Ex，将期望位置Xd减去Ex得到参考轨迹Xr去控制位置控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于Zener模型的机器人-环境柔顺接触过程的阻抗控制方法，其特征在于所述的位置控制器为PID控制器。
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