受限柔性机器人力／位置控制装置,建模与辨识

介绍作者研制的受限柔性机器人力／位置控制装置并讨论了此装置的动力学建模,经推导得到了受限柔性机器人的动力学模型,该模型同一般刚性机器人的模型相似且模型结构简明．最后用实验等方法辨识了模型的相关参数,对深入研究受限柔性机器人力／位置控制的理论与实验仿真有极大的参考价值．     

空间柔性双臂机器人的动力学建模及控制

空间柔性多臂机器人是一个高度非线性、强耦合的复杂动力学系统。该文首先基于假设模态法、拉格朗日方程和系统动量守恒,推导了自由浮动空间柔性双臂机器人协调操作刚性负载闭链系统的动力学模型,并利用位置-力混合控制算法对该动力学模型实现了轨迹跟踪控制,最后进行了动力学控制仿真,验证了方法的有效性。     

力／位置混合控制的新型机器人装配系统

介绍了新研制的一种适用于一般销孔零件装置的机器人末端微操作器。该操作器具有力觉功能和５自由度，采用主被动混合方式，与ＰＵＭＡ５６２机器人组成宏－微操作系统，可由一台ＩＢＭ－ＰＣ机控制，成功地完成零件配作业，并能对不同的装配策略的方案进行实验评价。     

柔性机器人操作臂的动力学建模

对于有两个柔性杆的操作臂，用基于空间次变换和有限元的方法，推演出拉氏动力学闭式显方程，在推演中，提出一些技巧以改变某些表达式的形式，进而将操作臂的动能表示 似于刚性臂的动能形式，这样使后续推演可借用关于刚性臂的推演技巧和结果，最后以两均质刚杆操作臂为例，说明了所推得的方程的使用与正确性。     

机器人多指手的位置——力混合控制

分析了一类机器人多指手的动力学模型的特点，针对这类机器人多指手在运动和抓握２个过程中动力学特性有很大差异的特点，提出了１种切实可地的位置－力混合控制方案，并成功的应用于北京科技大学双拇指手控制系统。     

3-PPSR柔性并联机器人力控制研究

针对3-PPSR并联机器人加入大长径比柔性铰链和与外界环境接触产生形变的问题,在控制端提出了基于位置阻抗控制的主动柔顺控制策略。该方法在柔性并联机器人与外界环境对象的等效作用模型和基于位置的阻抗控制模型基础上,引入外界环境作用力和结合系统的力跟踪模型,通过调整初始参考位置控制模型的稳态误差实现基于位置的外力跟踪控制。采用Lyapunov稳定模型和能量方程,在未知环境变量条件下通过力偏差直接控制目标位置的自适应控制系统实现自适应的力控制。实验结果表明,基于位置的外力控制精度可以达到±0.05N,应用自适应控制精度可以达到±0.1N,3-PPSR柔性并联机器人的末端的接触力控制精度得到了提高,满足设计要求,验证了该控制方法的准确性和有效性。     

三自由度柔性受限机器人的动力学建模

为了提高处于受限运动状态的柔性机器人的控制精度，研究了一类三自由度柔性受限机制人的动力学建模问题，将其抽象为一平面三连杆受限机器人系统，利用D^,Alembert-Lagrange原理得到了一组由机器人各关节转角和柔性连杆的振动方程表示的该机器人的动力学模型。该模型在形式上与传统的无约束刚性机器人的动力学模型非常相似，具有模型精确的特点，从而为有效地控制此类机器人系统的运动和位姿提供了理论依据。基于此动力学模型，采用MATLAB对该机器人系统进行计算机编程仿真计算。仿真计算结果表明，该机器人系统的模型是可行且有效的。     

受限双连杆柔性臂力/位置鲁棒控制

研究了受约束双连杆柔性臂的力／位置鲁棒控制。基于假设模态法导出受约束双连杆柔性臂系统的动力学方程，利用奇异摄动理论将其分解为慢变和快变两个子系统。针对慢子系统，基于力反馈设计了动态混合控制器；针对快子系统，设计带低通特性的最优控制器。由此得到的组合控制使柔性臂的末端轨迹和接触力得到精确控制。仿真结果表明该方法的有效性。     

新双连杆柔性臂机器人定位过程模糊滑模控制

以宏微双重驱动的双连杆柔性臂机器人为背景，提出了一种新的关节角控制律设计方法，即基于刚性模态设计实现关节位置控制的滑模算法，再根据关节角误差信号和滑模函数变化趋势建立模糊推理表确定对滑模控制律的修正量。通过将控制律在完整的系统模型上进行计算机仿真表明，算法可以很好地实现关节角位置控制同时不引起大的振动。     

基于广义逆矩阵的机器人力与位置混合控制

推导了具有运动约束的机器人的拉格朗日动力学方程,该方程中包含了广义约束力。广义约束力被表达为机器人系统状态变量和广义输入力的显函数,力信息由此获得,因此无须使用力传感器即可同时控制机器人的力和位置。利用动力学冗余度（广义输入力的数目大于广义约束力的数目）,设计了基于广义逆矩阵的力与位置混合控制器。控制仿真结果表明,该控制方法具有较高的精度和较好的稳定性。     

基于神经网络的柔性机器人混合力/位置控制

建立了柔性机器人的动力学模型,并根据实际情况对模型作了相应的假设,给出了简化的准静态模型,提出了一种基于神经网络的混合力／位置控制方法,它主要包括两个部分：辨识网络和学习网络,仿真结果证明所设计的控制器是可行的。     

一种新的力—位混控机器人工作任务描述方法

影响力－位置混合控制和机器人人工业应用的主要障碍之一,在于其工作任务的描述复杂,对使用人员的要求比较高,本文提出了一种新的工作任务描述方法,该方法建立在机器人的微运动描述之上,使描述工作由获得控制参数变成分析微运动组成,大大降低了任务描述难度,可使操作者较方便地描述机器人的工作任务。     

平面闭链五杆二自由度机械手传力函数及控制性能分析

针对平面闭链五杆二自由度机械手，求出了工作载荷与驱动力矩之间的函数关系，并利用此关系对该机械手进行了控制性能分析。     

机器人自适应模型跟随控制系统

对工业机器人控制要求的不断提高,提出了不少现代控制方案。建立在超稳定性理论基础上的自适应模型跟随控制系统(AMFCS)就是一种很有效的方案。本文提出了一种自适应控制算法:单位向量加积分校正自适应算法。设计方法简单,能保证系统大范围渐近稳定,计算工作量小,易于实时控制。对机器人系统期望的解耦特性可以通过选择适当的参考模型来实现。计算机数字仿真实验证明了该方法的有效性。     

机器人的动态补偿最优控制

本文首先将非线性、耦合机器人的动力学方程化成定常状态方程,然后利用状态反馈配置由线性定常状态方程描述系统的特征值,最后利用二次型性能指标设计机器人系统的最优控制器,控制器的输出是二次型性能指标最小的解。     

机器人操作器动力学形状优化设计

讨论了机器人操作器的刚性和弹性耦合动力学形状优化设计问题。主要将时间离散化、形状离散化。为此，首先求出各时间点上的动态响应，找出最不利情况，这样动态极值形状优化设计即可用复合形法解决。对末端挠度极小化为目标函数的形状优化设计问题进行了研究，得到了机器人操作器的最优形状。     

液压位置保持系统的控制方式

以３ 万ｔ 模锻水压机同步平衡液压控制系统为例,通过理论分析与计算机仿真,研究了液压位置保持系统在流量控制和压力控制这２ 种不同液压控制方式下的系统动态特性,结果表明两者完全可以获得相同的控制效果,但在控制参数上有一定的差异．因而,使实际系统控制方式的设计选择方案增多     

六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路设计与分析

针对脉冲激励和单位阶跃法测试六维力传感器动态性能时输出力单一,力值大小调节较困难,且负载信号的检测不理想等问题,采用电磁激振原理,致力于谐波激励装置的研制。针对电磁滞后特性,以及电磁激励力随频率增加呈衰减特性,采用双闭环控制方案,即内环为电流环,外环为激励力反馈环,设计了一款六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路。该电路测试结果表明电磁激励力输出幅度在传感器工作带宽内保持恒定,完全满足基于谐波激励法六维力传感器动态性能测试要求。     

机器人抓取工件时手部夹持器驱动力的分析

本文研究的是机器人爪操作器手部突持器抓取工件时，与“手爪开闭自由度”有关的问题．例如：相对这个自由度，必须配备一个驱动系统，因此如何确定该系统的驱动力成了机器人手部夹持器设计中一个至关重要的问题．本文以ＲＲＰＲＲ操作器抓取圆柱齿轮为例，分析如何确定机器人手部夹持器的驱动力．