基于自適應(yīng)阻抗控制的并聯(lián)機器人柔順控制研究.pdf

1、空間對接半物理仿真技術(shù)是對接系統(tǒng)的研制和性能測試中的關(guān)鍵技術(shù)之一。在進行空間對接動力學(xué)模擬試驗時，由于動力學(xué)基頻和六自由度并聯(lián)機器人頻寬之間的制約關(guān)系，采用被動柔順控制方法進行對接碰撞緩沖模擬受到了很多限制，特別是在環(huán)境情況未知或者不完全可知時，系統(tǒng)性能將會變差，甚至不穩(wěn)定。因此采用主動柔順控制對其進行仿真模擬顯得尤為重要。
　　本文采用自適應(yīng)阻抗柔順控制方法對空間對接碰撞緩沖過程進行了詳細(xì)分析研究。首先，對模擬系統(tǒng)中的主體部分6

2、-DOF并聯(lián)機器人進行了詳細(xì)的運動學(xué)分析。并考慮外界環(huán)境的作用，運用凱恩法進行了多剛體動力學(xué)建模，為后續(xù)的理論分析和仿真研究奠定了基礎(chǔ)。
　　然后，采用基于位置的阻抗控制方法，對碰撞緩沖單自由度模擬建模和仿真研究。設(shè)計了阻抗控制器，推導(dǎo)出該控制策略的穩(wěn)態(tài)力誤差方程，并分析出穩(wěn)態(tài)力誤差的影響因素，找到了阻抗參數(shù)的基本調(diào)整原則及其對控制性能的影響。建立了對稱閥控制非對稱缸的數(shù)學(xué)模型并進行了仿真研究，驗證了理論分析的正確性。明確了阻抗控

3、制在碰撞緩沖模擬應(yīng)用中的優(yōu)缺點。
　　其次，介紹了碰撞過程模擬系統(tǒng)的組成及其工作原理，并進行了控制方案的設(shè)計。針對經(jīng)典阻抗控制要求對環(huán)境精確了解的不足，根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定定理設(shè)計了基于接觸作用力誤差狀態(tài)方程的自適應(yīng)阻抗控制器。巧妙地找到了Lyapunov能量函數(shù)，推出了參數(shù)的調(diào)整規(guī)律，間接地調(diào)節(jié)阻抗參數(shù)，提高了系統(tǒng)的對環(huán)境的適應(yīng)能力和抗干擾性能。并且在多種工況下分別對兩種控制器的性能進行仿真研究，證明自適應(yīng)控制器性能良好。<