[发明专利]一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法

摘要

本发明公开了一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法。所述方法包括：建立力反馈设备的动力学模型，并基于所述动力学模型计算得到所述力反馈设备的补偿力/力矩Fc；根据仿真实验中作用双方的实时交互状态，实时调整从作用方的生物力学特性，由此计算主作用方与虚拟环境的交互力FVE；基于仿真实验中的事件信号确定力反馈设备的振动反馈力Fv；基于所述动力学模型，采用变阻抗和基于事件的控制方法对力反馈设备的触觉力输出进行实时控制。本发明实现了力反馈设备在仿真实验中的触感再现，有效地提高了仿真实验中力反馈设备触感的逼真度、透明度，增强了仿真实验的沉浸感。

主权项

1.一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1：建立力反馈设备的动力学方程，由此得到力反馈设备的阻抗模型，即动力学模型：Zm＝mms2+bms，其中，Zm表示力反馈设备的阻抗，s表示复数域的拉普拉斯变量，mm、bm分别为力反馈设备阻抗模型的惯性参数和阻尼参数；并基于力反馈设备的状态输出X和所述动力学模型计算得到所述力反馈设备的补偿力/力矩Fc：Fc＝ZmX；步骤S2：根据仿真实验中作用双方的实时交互状态，实时调整从作用方的生物力学特性，所述实时交互状态由从作用方的当前状态参数来描述，所述从作用方的生物力学特性由实时可变的阻抗参数来描述，由此计算主作用方与虚拟环境的交互力FVE；步骤S3：基于仿真实验中的事件信号确定力反馈设备的振动反馈力Fv；步骤S4：基于所述动力学模型，采用变阻抗和基于事件的控制方法对力反馈设备的触觉力输出进行实时控制；所述变阻抗是指根据虚拟环境的交互确定当前周期的阻抗；所述事件包括以下中的至少一项：主作用方的启动、关闭事件以及主作用方与从作用方的碰撞接触事件；在力反馈设备触力觉反馈控制的一个控制周期内，将步骤S1得到的补偿力/力矩、步骤S2得到的主作用方与虚拟环境的交互力和步骤S3得到的振动反馈力相加作为力反馈设备控制器的输出。