力控制

摘要： 针对恒力输出器模糊控制中的量化和比例因子均为固定值,造成力控制系统自适应能力差问题,提出一种基于改进粒子群算法来不断迭代寻优出最佳的量化和比例因子对模糊PID控制进行优化。对恒力输出器建模并确定传递函数,构建出模糊PID控制系统与改进粒子群模糊PID控制系统,并对这两种控制系统进行MATLAB对比仿真分析。搭建基于六自由度TA6-R10机械臂的实验平台,对恒力输出器的输出力实验验证。结果表明:经过改进粒子群算法优化的模糊PID控制系统比模糊控制PID系统更快达到目标值,且更快收敛,整体超调量为8.91%,在1.3 s达到稳定。改进粒子群算法模糊PID控制优化恒力输出器的力控制,具有更快的动态响应和更好的力跟随效果。

摘要： 针对机器人作业时新的力控制要求,本文综述了现有的传统控制策略与智能控制策略.首先介绍传统力控制策略中的阻抗控制、位/力混合控制与自适应控制,其次介绍智能控制策略中的模糊控制、神经网络与优化控制.同时,对各控制算法基本原理进行深入分析,列举各算法的应用成果,并对未来力控制研究提出了展望.

摘要： 介绍了一种利用低成本、低精度的机器人和标准的钻孔工具、先进的VR技术相结合的方法,实现飞机装配线钻孔过程自动化.飞机装配线上需要钻孔的零件主要包括机翼上下壁板、前后梁、肋骨、机身蒙皮等.传统的飞机零件钻孔过程通常由人员执行,而设计的解决方案可以去除人工操作,提高系统的灵活性.同时,它也适用于现有的装配线,因为它只需要对装配线进行最小的更改,并且对市场上几乎所有可用的机械手都有效.为此提出了设计方案,使低成本的标准工业机械手满足钻孔任务的要求.进一步来说,采用了一种带有商用钻削末端执行器和力传感器的标准手臂机械手.并在一个真实的装置上对设计的架构的有效性进行了测试.与此同时,在飞机装配的工艺设计中运用了VR设计,实现了在设计阶段用VR环境测试飞机进行人与设备"物理"交互.

摘要： 提出的基于臂式扭转型电磁主动悬架(In-Arm Torsional Electromagnetic Active Suspension,ITEAS)是一种结合阻尼力与附加位移装置的复合控制方法,可改善基于ITEAS系统的轮腿式机器人在轮行状态下的动力特性.介绍ITEAS系统的结构,并分析该系统的力控制和位移控制的工作原理.根据理论力学建立ITEAS系统受迫振动下的动力学模型,在MATLAB/SIMULINK中分别建立主动悬架力控制、位移控制和复合控制下的仿真模型,并以被动悬架模型作为参考.结果表明,结合阻尼力与外部位移的复合控制,可以在减小车身加速度的同时弥补动挠度增大的不良效果,从而提升车体的减振效果.

摘要： 抓握的精确力量控制是实现各种复杂精细手功能的关键.在人体进行精确抓握力量控制时,力量变化的速度、力量的上升与下降是否由不同的脑功能网络支配尚不得而知,其潜在的感知运动控制机制仍不清楚.探讨视觉-精确抓握力量跟踪任务下,握力的变化速度和握力上升及下降时脑网络的拓扑变化.研究中招募11名健康受试者,首先测量其抓握的最大自主收缩力(MVC),然后要求受试者使用右手大拇指和食指执行3种速度下的视觉-精确抓握力量跟踪任务(包括握力上升和下降状态),其中3种速度分别为1％ MVC/s(速度1)、2％ MVC/s(速度2)、3％ MVC/s(速度3),同时记录受试者全脑共32通道的脑电信号,随后使用网络拓扑的平均聚类系数C和特征路径长度￡参数,对基于相位延迟指数的脑电功能网络进行分析.结果 显示,C值在θ频带的速度1、速度2、速度3下,当握力上升时分别为(0.157±0.032)、(0.164±0.044)、(0.194±0.039),当握力下降时分别为(0.154±0.026)、(0.173±0.041)、(0.211±0.058),C值随着跟踪速度的增加而显著性地增加(P＜0.05).同样地,C值在ù频带存在类似的变化(P＜0.001).与C值变化不同的是,L值在θ频带的速度1、速度2、速度3下,当握力上升时分别为(4.644±0.400)、(4.150±0.325)、(3.909±0.497),当握力下降时分别为(4.606±0.346)、(4.040±0.471)、(3.716±0.498),L值随着跟踪速度的增加而显著性地减小(P＜0.001),并且L值在α、β、γ等3个频段存在与θ频带类似的变化.随着速度增加,中央沟和后顶叶局部激活加强.除了在跟踪速度2条件下β频带中L值的P=0.049之外,上升和下降状态之间没有显著差异.随着速度增加,脑功能网络的全局和局部信息传输效率得到增强,意味着在适应速度差异期间脑网络的连接模式发生改变.该项研究为探究不同力变化速度和上升下降状态下精确抓握的感知运动控制机制提供依据,为神经系统疾病后手功能的康复状态提供新的评估手段.

摘要： 为解决机器人在打磨、装配等复杂作业环境下,其末端力传感器获取到的机器人本体与作业环境间的接触力信号存在干扰噪声影响的问题,设计了基于卡尔曼滤波的机器人力控制模型.通过搭建力控制模块,对比经典阻抗控制与基于卡尔曼滤波的机器人力控制下的接触力跟踪效果,分别搭建平面轨迹跟踪与曲面轨迹跟踪机器人可视化平台.经仿真验证发现,两种工况下基于卡尔曼滤波的机器人力控制比经典阻抗控制的力控制效果更优.

摘要： 机器人在工业打磨、喷涂和装配上具有很大优势,为提高其感知环境力的能力,在六自由度研磨机器人末端安装六维力传感器.在分析了力控基本原理后,提出一种基于粒子群寻优的自适应阻抗控制算法,与遗传算法寻优和整定法相比,该算法提高了控制系统的力跟踪速度和位置控制精度.

摘要： 针对工业机器人的力控制问题,提出一种通过机器人运动轨迹补偿来间接控制接触力的阻抗控制算法.通过分析机器人末端与加工对象的接触模型设计控制系统.借助力传感器采集的力信号,将阻抗控制表达式进行离散化处理,由此计算轨迹修正值的表达式.对机器人运动轨迹补偿进行仿真,验证方法的可行性.通过进行机器人磨削试验,对比有力控和无力控的接触力波形图,验证了方法的有效性.

摘要： 为改善机器人与环境间的末端接触力的准确性,尤其处于接触环境刚度不确定的情况.设计了弹簧作为柔性元件,采用液压系统进行驱动,采用阻抗控制对末端接触力控制系统进行建模,设计了PI控制器,分析在不同弹簧刚度以及不同环境刚度下末端接触力的控制性能.仿真结果表明,在三组不同的弹簧刚度下,系统稳态误差分别为2.85％、2.43％、2.21％,在三组不同的环境刚度下,系统稳态误差分别为1.21％、2.43％、4.87％,均符合期望接触力准确性的要求.为环境刚度不确定情况下的末端力控制提供了理论参考.

摘要： 为使用六维力传感器精确地测量机器人末端执行器的接触力,需对安装于机器人腕部的六维力传感器进行零点校正及重力补偿.通过对不同机器人姿态下末端执行器的受力状态进行分析,根据力的等效原理,建立了零点校正及重力补偿的计算模型,计算零点校正及重力补偿参数,提出了一种六维力传感器的零点校正及重力补偿方法.在此方法下,仅需最少3个不同的机器人姿态信息及相应的六维力信息,即可得任意机器人姿态下对力传感器及末端执行器进行零点校正及重力补偿所需的参数.在静态实验中力和力矩平均相对误差均分别仅为2.07％和1.35％,在动态实验中分别仅为1.50％和0.75％.在实际恒力控制实验中,与采用未经重力补偿相比,经过补偿后能使机器人系统获得更好的力跟踪效果.

摘要： 设计了一种具有力觉的新型两指夹持器,采用了具有自锁性的左右旋丝杠结构和以DSP为控制器的控制系统,实现了对夹持对象的实时力控制;与机械臂构成臂手系统并建立了系统的运动学模型,仿真和实验的结果表明该新型两指夹持器可实现对物体的可靠夹持和操作。

摘要： 介绍了神经元自适应PSD控制器的设计方法,并将其应用到气动人工肌肉的力控制研究.研究表明,这种控制器的神经元学习和增益在线自调整算法使其对气动人工肌肉的力控制具有很强的自适应性,控制响应快、精度高.

摘要： 鉴于以往在机器人力控制中存在某些不足,将人工智能方法引入基于力传感器的机器人力控制中,尝试利用模糊控制理论与阻抗控制策略相结合对机器人进行更有效的力控制.给出了系统的硬件结构,设计了力控制器,最后根据具体实验得出实验结果.为解决机器人力控制问题提供一种新的方法.

摘要： 介绍了长焊缝激光拼焊系统的工作原理和控制要求.针对长焊缝激光拼焊的难点,提出了焊缝塑性成形原理,采用碾压轮对板材焊缝进行碾压预处理提高定位精度.阐述了牵引电机同步控制原理和碾压轮力控制原理.详细介绍了该系统的组成和工作原理,确定了以三菱PLC为核心的长焊缝激光拼焊的控制系统,说明了其硬件组成、软件设计和控制系统的抗干扰措施.

摘要： 水下灵巧手抓取物体时,物体与指尖存在力控制问题,但是由于动力学模型、被抓取物体位置和刚度的不确定性,采用传统阻抗控制方法不具有鲁棒性.文中基于位置型阻抗控制方法,提出采用神经网络对手指动力学模型、物体刚度和物体位置误差进行补偿.对补偿策略进行了详细的推导,并通过仿真实验验证了该方法的补偿效果,结果表明基于神经网络的位置型阻抗控制器具有较强的鲁棒性.

摘要： 该文介绍了建立基于力／力矩传感器的机器人控制实验作业系统，描述了系统的构成，分析了在实时路径修正基础上设计的通讯接口卡的工作原理和硬件设计以及相应的软件功能。

摘要： 该文介绍了力控制在医疗外科机器人中的应用，分析讨论了基于力控制的有约束运动控制，实现了一个良好的人机交互方法界面，提高了医疗外科机器人的精度和临场规划能力，实验结果表明，在非结构化环境下，的精度和可操作性均能到达实际应用的需要，力控制回路有良好的实时性和稳定性。

摘要： 冰雪面上摩擦很大程度上取决于冰雪基体温度以及雪的湿度和密度.对汽车来讲,即使装备有ABS或TCS等安全系统,当常规轮胎在冰雪路面上行驶时也是极其危险的.研究冰雪面上轮胎摩擦/附着特性的意义,不仅在于"轮胎学"本身的理论和方法学,更在于了解汽车失控的原因,改进轮胎结构设计和材料设计并提高汽车操纵稳定性.本文首先回顾总结了制作雪橇、冰鞋的有关材料在冰雪面上的摩擦研究,包括摩擦机理的研究以及摩擦阻力的测定和表述等.对影响橡胶块和轮胎在冰雪面上摩擦或附着的主要因素进行了系统分析,对未来摩擦机理研究、全天候轮胎的研制以及轮胎力主动控制的研究提出了建议.

摘要： 冰雪面上摩擦很大程度上取决于冰雪基体温度以及雪的湿度和密度.对汽车来讲,即使装备有ABS或TCS等安全系统,当常规轮胎在冰雪路面上行驶时也是极其危险的.研究冰雪面上轮胎摩擦/附着特性的意义,不仅在于"轮胎学"本身的理论和方法学,更在于了解汽车失控的原因,改进轮胎结构设计和材料设计并提高汽车操纵稳定性.本文首先回顾总结了制作雪橇、冰鞋的有关材料在冰雪面上的摩擦研究,包括摩擦机理的研究以及摩擦阻力的测定和表述等.对影响橡胶块和轮胎在冰雪面上摩擦或附着的主要因素进行了系统分析,对未来摩擦机理研究、全天候轮胎的研制以及轮胎力主动控制的研究提出了建议.

摘要： 冰雪面上摩擦很大程度上取决于冰雪基体温度以及雪的湿度和密度.对汽车来讲,即使装备有ABS或TCS等安全系统,当常规轮胎在冰雪路面上行驶时也是极其危险的.研究冰雪面上轮胎摩擦/附着特性的意义,不仅在于"轮胎学"本身的理论和方法学,更在于了解汽车失控的原因,改进轮胎结构设计和材料设计并提高汽车操纵稳定性.本文首先回顾总结了制作雪橇、冰鞋的有关材料在冰雪面上的摩擦研究,包括摩擦机理的研究以及摩擦阻力的测定和表述等.对影响橡胶块和轮胎在冰雪面上摩擦或附着的主要因素进行了系统分析,对未来摩擦机理研究、全天候轮胎的研制以及轮胎力主动控制的研究提出了建议.

摘要： 一种压紧力可精确控制的摩擦驱动装置，包括固定板，所述固定板设有丁字滑槽，滑槽中设有开合滑动机构，所述开合滑动机构连接四连杆机构，开合滑动机构包括第二滑块、第三滑块和第四滑块，所述四连杆机构包括等长且首尾枢转连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一枢轴固定，第三枢轴可旋转地固定连接第三滑块，第二枢轴和第四枢轴分别可旋转地固定连接第二滑块和第四滑块；所述第二滑块、第四滑块在纵滑槽的主动往复移动带动第三滑块在横滑槽被动往复移动。所述压紧力可精确控制的摩擦驱动装置，可精确控制摩擦压紧力，摩擦轮轴不变形。

摘要： 一种压紧力可精确控制的摩擦驱动装置，包括固定板，所述固定板设有丁字滑槽，滑槽中设有开合滑动机构，所述开合滑动机构连接四连杆机构，开合滑动机构包括第二滑块、第三滑块和第四滑块，所述四连杆机构包括等长且首尾枢转连接的第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一枢轴固定，第三枢轴可旋转地固定连接第三滑块，第二枢轴和第四枢轴分别可旋转地固定连接第二滑块和第四滑块；所述第二滑块、第四滑块在纵滑槽的主动往复移动带动第三滑块在横滑槽被动往复移动。所述压紧力可精确控制的摩擦驱动装置，可精确控制摩擦压紧力，摩擦轮轴不变形。

摘要： 本发明提供了一种轴向力控制装置和轴向力控制方法，包括：主流道；前腔，与主流道在径向上相邻；引气孔，贯通主流道和前腔，以允许主流道上的气体向前腔流动；后腔，与主流道在径向上相邻，且在轴向上位于前腔下游；后腔气管，与后腔连通，适于传输气体并向后腔供气；平衡盘，设于前腔和后腔之间；后腔供气调节阀，设于后腔气管与气源之间，后腔供气调节阀的第一开度被控制以调节后腔的气压；以及控制器，配置为通过控制第一开度以调节后腔的气压，以控制轴向力。本发明的轴向力控制装置和方法能够使得轴向力平衡较少的依赖试验台架供气系统的供气能力，并减少轴承损伤。

摘要： 本发明提供一种用于通过机器人更适当地实现人类的身体的行为的技术。位置/力控制装置具备：位置检测机构，检测与基于促动器的作用的位置相关的信息；分功能力/速度分配转换机构，基于对应于与位置相关的信息的速度或位置及力的信息、以及成为控制的基准的信息，并根据实现的功能进行将控制能量分配成速度或者位置的能量与力的能量的转换；位置控制量计算机构，基于速度或者位置的能量来计算速度或者位置的控制量；力控制量计算机构，基于力的能量来计算力的控制量；以及合并机构，将速度或者位置的控制量与力的控制量合并，为了使合并机构的输出返回促动器而对速度或者位置的控制量与力的控制量进行逆转换，从而确定向促动器的输入。

摘要： 本发明提供车辆悬挂衰减力控制装置，包括：控制增益输出部，与车辆速度对应地算出用于调节上述车辆的悬挂衰减力的控制增益值；补偿增益输出部，与上述车辆的平均高度变化量对应地算出合算于上述控制增益值中的补偿增益值；振动速度输出部，输出上述车辆的上下振动速度；控制部，利用上述控制增益值、上述补偿增益值以及上述振动速度，算出用于控制上述车辆的悬挂衰减力的天棚控制值；以及悬挂控制部，基于上述天棚控制值控制上述车辆的悬挂衰减力。

摘要： 提供力控制参数设定辅助方法及力控制参数设定辅助系统，通过简单的方法而能够适当地设定力控制参数。一种力控制参数设定辅助方法，其特征在于，在通过力控制对前端装配有研磨用工具的机械臂进行控制以对对象物进行研磨作业时，对设定用于所述力控制的力控制参数的情况进行辅助，所述力控制参数设定辅助方法具有：第一步骤，获取与所述研磨作业相关的作业信息；第二步骤，从存储有多个所述力控制参数的信息的存储部选择并读取与在所述第一步骤中获取到的所述作业信息对应的所述力控制参数的信息；以及第三步骤，将在所述第二步骤中读取到的所述力控制参数的信息显示于显示部。

摘要： 本发明公开了力控制参数的调整方法以及力控制参数调整装置，即使是经验较少的操作员也能够进行力控制的控制参数的设定。调整在力控制中使用的力控制参数。机器人系统具备机器人、能够测定施加于机器人的外力的力检测器以及通过反馈控制使机器人进行动作的控制部。使用第二种伺服增益和力控制参数的候选值，使机器人进行动作，得到作为外力的测定值的力测定值，所述第二种伺服增益是与进行实际作业时使用的一个以上的第一种伺服增益对应的一个以上的伺服增益并且具有比分别对应的第一种伺服增益高的值。使用力测定值对力控制参数进行最优化处理，得到力控制参数的新的候选值。包括参数决定工序，反复进行测定工序和参数更新工序，决定力控制参数。

摘要： 本发明提供了一种轴向力控制装置和轴向力控制方法，包括：主流道；前腔，与主流道在径向上相邻；引气孔，贯通主流道和前腔，以允许主流道上的气体向前腔流动；后腔，与主流道在径向上相邻，且在轴向上位于前腔下游；后腔气管，与后腔连通，适于传输气体并向后腔供气；平衡盘，设于前腔和后腔之间；后腔供气调节阀，设于后腔气管与气源之间，后腔供气调节阀的第一开度被控制以调节后腔的气压；以及控制器，配置为通过控制第一开度以调节后腔的气压，以控制轴向力。本发明的轴向力控制装置和方法能够使得轴向力平衡较少的依赖试验台架供气系统的供气能力，并减少轴承损伤。

摘要： 本发明提供了力控制坐标轴设定装置、机器人及力控制坐标轴设定方法，其容易设定具有与目标力平行的轴的坐标系。力控制坐标轴设定装置构成为：在虚拟空间内，设定与使机器人作用的目标力的方向平行的力方向轴、以及与所述力方向轴正交的两个正交轴，两个所述正交轴彼此正交，将所述力方向轴与所述正交轴设为所述机器人中的力控制的坐标轴。

摘要： 本发明公开了一种液压动力卡盘夹紧力控制系统，包括控制器，控制器上分别连接有伺服电机和压力传感器，伺服电机另一端还连接有齿轮泵，齿轮泵上通过液压管线连接有回转液压缸，齿轮泵与回转液压缸之间连接有三位四通电磁换向阀，回转液压缸上还连接有卡盘。本发明还公开了一种利用液压动力卡盘夹紧力控制系统的控制方法，伺服电机驱动齿轮泵旋转，通过可编程控制器PLC从而实时调整伺服驱动器输出信号从而调整伺服电机的转速来控制从齿轮泵输送到回转液压缸中的压力。该系统响应性能好、控制灵活、精度高且结构简单，可以有效地控制伺服系统的压力从而达到控制卡盘夹紧力的目的。