基于交叉耦合策略的多指手控制方法的研究.pdf

1、為了提高機器人的智能化水平和作業(yè)水平，多指靈巧手成為機器人領域中一個重要的研究方向。本文結合國家自然科學基金項目“機器人多指手實時力優(yōu)化和自主操作控制的研究”(課題號：60675045)，以 HIT/DLR手為平臺，研究了基于交叉耦合控制的多指手操作控制方法。
　　多指手指尖的精確控制是實現(xiàn)精細操作的基礎，目前手指指尖的軌跡都是通過各關節(jié)來間接保證的，在其作業(yè)的笛卡爾空間并沒有形成閉環(huán)控制，這影響了多指手操作性能的提高。因此本文在

2、建立了多指手的數(shù)學模型后，將交叉耦合控制策略引入到多指手的控制系統(tǒng)中來協(xié)調各關節(jié)的運動。根據(jù)手指運動學和指尖期望運動軌跡得出了一般形式下的輪廓誤差和關節(jié)耦合誤差，設計了包含關節(jié)耦合誤差補償?shù)那梆伩刂破骱突Ｗ兘Y構控制器，并進行了穩(wěn)定性證明和仿真。實驗表明，所設計的控制器具有更高的軌跡跟蹤精度和抗干擾能力。
　　多個手指間的協(xié)調是研究多指操作的一個重點。結合多指運動學和靈巧手結構特點，本文研究了多指同步耦合位置控制算法和阻抗控制算法

3、來協(xié)調各手指的運動。根據(jù)多指手抓取特點確定了指尖同步誤差，建立了同時包含指間同步誤差和指尖輪廓誤差的關節(jié)滑模變結構耦合控制器。通過將關節(jié)力矩傳感器的反饋信號轉化為位置修正向量，并引入同步耦合誤差補償，建立了耦合阻抗控制器，使手指在受力操作時仍能保持一定的包絡形狀，實現(xiàn)穩(wěn)定抓取。為了解決關節(jié)大范圍內運動時參數(shù)較難整定和系統(tǒng)抖動的難點，將模糊控制和滑模變結構結合起來，通過在線調整控制器參數(shù)，使系統(tǒng)具有更好的適應性和穩(wěn)定性。最后通過實驗驗證了