基于力反馈的柔性机械手控制策略设计实现文献综述

 2024-06-15 17:42:43
摘要

柔性机械手因其在人机交互、非结构化环境操作等方面的巨大潜力,近年来成为机器人领域的研究热点。

与传统刚性机械手相比,柔性机械手具有结构轻量化、安全性高、环境适应性强等优点,但也带来了控制难度大、易振动等挑战。

力反馈控制作为一种重要的控制策略,能够将机械手与环境交互力信息反馈给控制系统,提高机械手的操作精度和稳定性,在柔性机械手控制领域展现出巨大潜力。

本文综述了基于力反馈的柔性机械手控制策略的研究现状,首先介绍了柔性机械手和力反馈技术的相关概念,然后从动力学建模、力反馈控制策略设计、实验验证等方面对现有研究成果进行归纳和分析,重点阐述了阻抗控制、滑模控制和自适应控制等主要控制方法,最后总结了现有研究的不足并展望了未来的发展趋势。


关键词:柔性机械手;力反馈控制;阻抗控制;滑模控制;自适应控制

第一章绪论

随着机器人技术的发展,柔性机械手因其在人机交互、医疗康复、复杂环境探测等领域的巨大应用潜力,近年来成为机器人领域的研究热点[1-3]。

与传统刚性机械手相比,柔性机械手采用柔性材料或结构设计,具有结构轻量化、安全性高、环境适应性强等优点,能够在狭小空间或非结构化环境下执行复杂操作任务[4]。

然而,柔性材料和结构的引入也给柔性机械手的控制带来了巨大挑战,例如系统动力学模型高度非线性、易受外界干扰、难以精确控制等[5-7]。

因此,如何实现柔性机械手的精确、稳定控制成为当前研究的重点和难点。


力反馈控制作为一种重要的控制策略,能够将机械手与环境交互力信息反馈给控制系统,并根据力信息实时调整机械手的运动轨迹和力输出,从而提高机械手的操作精度和稳定性[8-10]。

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