工业机器人基于工作空间的力/位PID控制系统研究

摘要

cqvip:工业机器人在执行打磨、抛光和装配任务时,工作空间中末端执行器微小的位置偏差可能产生巨大接触力,进而对机器人及目标物造成损毁,接触作业中添加力控制功能可以很好地避免类似事件的发生,因此有必要对机器人的力位控制进行深入研究。首先,推导了工作空间的工业机器人动力学模型,进而分别设计了基于PID的两种主流力/位控制器——力/位置混合控制器和阻抗控制器,并证明了控制系统的稳定性。为了更好地研究两种控制系统的特性,首次基于同等机器人模型进行了比较系统的实验研究,研究结果表明在期望接触力为10 N的情况下,阻抗控制表现出更加优越的柔顺性,其在力与位置控制方面精度更高,易于实现。研究结果对于力/位置控制技术的工程应用具有一定的借鉴意义。