基于黏弹性模型及主动观测器的橡胶搬运机器人控制方法

摘要

在橡胶搬运机器人系统的取料阶段,需要将机器人末端执行器插入橡胶内部,在这一过程中橡胶与末端执行器之间的相互作用表现出黏弹特性,使控制系统设计复杂化.为提高机器人控制性能,提出了一种基于Hunt-Crossley(HC)黏弹性模型及主动观测器的橡胶搬运机器人控制方法.首先,采用HC非线性模型作为末端执行器插入橡胶过程的基础模型,基于该模型建立机器人力学模型,并进行线性化处理;然后,采用基于随机卡尔曼滤波的主动观测器进行状态反馈调节,并通过外加主动状态的方式来补偿建模误差以及机器人控制系统扰动;最后,搭建实验系统,采用Leven-berg-Marquardt非线性最小二乘法对黏弹性模型进行参数辨识,并证明该控制方法的稳定性,通过与基于经典弹性模型的控制方案进行仿真对比分析,证明了所提控制方法的有效性.