振动基柔顺驱动打磨机器人的力/位混合控制研究

来源：机床与液压杂志2022年第15期北京时间：

作者：尤子成，王志刚，郭宇飞

单位：武汉科技大学，冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学，冶金装备及其控制教育部重点实验室；武汉科技大学，机器人与智能系统研究院

摘要：针对柔顺打磨机器人在移动作业过程中，在基础振动、柔性振动与环境接触力耦合作用下非线性控制问题，提出一种新型鲁棒轨迹跟踪力/位混合控制策略。使用第二类拉格朗日法建立柔顺机械臂的动力学方程，通过奇异摄动法将上述系统分为快、慢2个时间尺度的子系统。慢变子系统对系统刚性部分采用力/位混合控制方法，其中力控制采用PID控制，位置控制采用基于神经网络的鲁棒控制。快变子系统对系统柔性部分采用速度差反馈法进行控制。结果表明：利用所提出的控制策略，机械臂末端的轨迹跟踪效果较好且打磨力保持稳定，对非线性振动有较好的抑制效果。

关键词：柔顺驱动;奇异摄动法;力/位混合控制;神经网络;打磨机器人

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目(51605344);国家留学基金委国家奖学金项目(201908420154);中国博士后科学基金资助项目(2016M592398)