排球训练机器人扣球位姿修正中的解耦控制

作     者：朱祥凤 陈鹏 韩盼星 ZHU Xiang-feng;CHEN Peng;HAN Pan-xing

作者机构：百色学院体育学院广西百色533000 广西师范大学体育与健康学院广西桂林541004 郑州工业应用技术学院体育学院河南新郑451150 

基　　金：河南省体育局2022年体育课题研究项目—河南省社区智慧体育俱乐部发展研究(202261) 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年第396卷第2期

页      码：305-308页

摘      要：因排球训练机器人在扣球位姿控制过程中需要多回路控制,不同控制回路之间相互影响,导致存在不同回路之间的耦合干扰,要获得良好的训练效果,需要对排球训练机器人在扣球训练过程中的耦合干扰进行解耦控制。为此,提出一种针对排球训练机器人扣球位姿修正的解耦控制方法。根据机器人的主要能量和扣球速度独立非线性项计算排球机器人姿态运动参数,采用扩展卡尔曼滤波器,估计机器人在扣球训练过程中的位姿。根据机器人位姿估计结果,建立位姿修正解耦控制的目标函数,并设定扣球位姿控制的约束参量,引入变步长动态平衡反馈调节方法实现单一回路的解耦控制。实验结果表明:这种解耦控制方法在x轴和y轴中的跟踪误差均低于0.3m,在控制过程中的俯仰角、关节旋转角度和加速度变化曲线与设定期望值相符,证明所提方法可有效提高排球训练机器人的跟踪精度和控制效果,获得较好训练效果。

主 题 词：排球训练 机器人 耦合干扰 扣球位姿 扩展卡尔曼滤波器 位姿修正 解耦控制 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 081104[081104] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3997.2024.02.059

馆 藏 号：203126024...