[發明專利]一種提高采摘機器人柔順抓取性能的參數自整定阻抗控制系統構造方法

有效

• 申請號: 201810628231.5
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108983601B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 姬偉;錢志杰;許波;陳光宇;丁一
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;A01D46/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種提高采摘機器人柔順抓取性能的參數自整定阻抗控制系統構造方法,其特征在于，構造參數自整定阻抗控制系統，包括外環為參數自整定阻抗控制器，內環為位置控制器；將抓取力F_e與設定的期望力F_r之差e作為參數自整定阻抗控制器的輸入，參數自整定阻抗控制器的輸出為位置偏移量x_f；將位置偏移量x_f與期望位置x_r之和x_d作為位置控制器輸入，位置控制器輸出位移變化量Δx，其中，e為力誤差；

所述構造參數自整定阻抗控制器的方法為：

步驟1，構造阻抗控制器為：

其中，和x分別代表機器人實際的加速度、速度和位移，和分別代表機器人期望的加速度和速度，m_d、b_d和k_d分別是慣性、阻尼和剛度參數，在此步驟中先取不同常數；

步驟2，改變慣性、阻尼、剛度參數值，分析通過位置編碼器采集的位移變化量Δx的輸出超調量、調節時間、響應速度與慣性、阻尼、剛度參數值的變化關系；構造慣性系數、阻尼系數和剛度系數與力誤差e的非線性函數；

步驟3，將所構造的阻抗控制器轉化為差分方程，代入所構造的非線性函數，得到參數自整定的阻抗控制器；所述慣性系數、阻尼系數和剛度系數與力誤差e的非線性函數分別為：

m_d(e(t))＝α_m+β_m(1-sech(c_me(t)))

b_d(e(t))＝α_bsech(c_be(t)))

k_d(e(t))＝α_k+β_k/(1+c_kexp(-d_ke(t)))

其中，α_m，β_m，c_m為慣性系數與力誤差e的非線性函數的系數，α_b，c_b為阻尼系數與力誤差e的非線性函數的系數，α_k，β_k，c_k，d_k為剛度系數與力誤差e的非線性函數的系數，sech為雙曲正割函數，exp為指數函數。

2.根據權利要求1所述的一種提高采摘機器人柔順抓取性能的參數自整定阻抗控制系統構造方法，其特征在于，所述位置控制器為單神經元自適應PID控制器。