串聯(lián)彈性關(guān)節(jié)控制與交互剛度辨識.pdf

1、在人機(jī)物理交互領(lǐng)域，機(jī)器人控制需要權(quán)衡關(guān)節(jié)運(yùn)動性能和人類安全性。如何設(shè)計(jì)控制算法使得機(jī)器人在高效精確作業(yè)的同時(shí)又能保護(hù)操作人員的安全性一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。串聯(lián)彈性驅(qū)動器(Series Elastic Actuator,SEA)由于其內(nèi)在安全特性受到廣泛關(guān)注，但是彈性介質(zhì)的引入增加了系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，設(shè)計(jì)穩(wěn)定和可靠的控制算法成為使用該類驅(qū)動器的挑戰(zhàn)之一。
　　本文基于單自由度串聯(lián)彈性驅(qū)動器實(shí)物平臺，以執(zhí)行機(jī)構(gòu)精確安全作

2、業(yè)為目標(biāo)，開展了串聯(lián)彈性驅(qū)動關(guān)節(jié)人機(jī)物理交互安全性問題的研究。取得的研究成果包括以下幾個(gè)部分:
　　1.改進(jìn)了基于速度內(nèi)環(huán)的力矩控制。通過在速度內(nèi)環(huán)的力矩控制基礎(chǔ)上添加噪聲觀測器，有效抑制了模型時(shí)變參數(shù)對控制性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法對改善力矩控制暫態(tài)性能，提高魯棒性具有重要作用。
　　2.提出了變學(xué)習(xí)速率的自適應(yīng)柔順位置控制算法。該算法從SEA負(fù)載端動力學(xué)出發(fā)，通過自適應(yīng)算法估計(jì)負(fù)載物理參數(shù)，并根據(jù)擴(kuò)展卡爾曼濾波調(diào)節(jié)學(xué)