[发明专利]具有关节柔性/臂杆柔性机械臂的位置内环阻抗控制算法

摘要

本发明提供了一种具有关节柔性和臂杆柔性机械臂的位置内环的阻抗控制算法，属于智能算法优化领域，并实现了两连杆柔性关节/柔性臂杆机械臂接触操作的运动仿真。本方法利用假设模态法进行臂杆离散分析，并采用Kane方程建立机械臂动力学模型，设计位置内环阻抗控制，同时基于Simulink搭建控制仿真平台，实现机械臂接触操作运动。仿真结果表明柔性特性的存在会引起臂杆的变形，所设计的阻抗控制器可以实现柔性机械臂的轨迹跟踪和接触力控制。

主权项

一种考虑关节柔性和臂杆柔性的位置内环阻抗控制器，其特征在于，包括：考虑关节柔性和臂杆柔性的机械臂位置内环阻抗控制算法研究设置目标阻抗控制模型：其中：Md为目标惯性、Bd为目标阻尼、Kd为目标刚度。E＝Xd‑X表示位置误差，Xd表示末端期望目标位置，X表示实际位置，Fext＝Ke(Xd‑X)为机器人末端与环境接触所受到的作用力，Ke为环境刚度。针对上面动力学，可写出针对关节转角公式：则可写为只关于关节转角的表达：Jm(k-1M··p··+2k-1M·p··+k-1M·p···+k-1(C(p··,p···)+H(p··))-k-1JT(p··)Fext-2k-1JT(p·)F·ext‾-k-1JT(p)F··ext‾+θ··)+Mp··+C(p,p·)+K(p)-JT(p)Fext=τm]]>通过关节空间与操作空间转换关系，最终可得到位置内环阻抗控制规律：其中：xf＝xd‑E，β3＝Jmk‑1JT(p)，