协作机械臂碰撞环境下的安全控制

作     者：周林娜 王宵 丛香怡 陈正升 杨春雨 ZHOU Lin-na;WANG Xiao;CONG Xiang-yi;CHEN Zheng-sheng;YANG Chun-yu

作者机构：中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 

基　　金：国家自然科学基金项目(62073327)资助 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2024年第41卷第2期

页      码：292-302页

摘      要：针对人机协作过程中机械臂末端与操作者之间可能存在物理碰撞的问题,本文提出一种基于自适应导纳和滑模控制的机械臂安全控制方法.首先,采用基于广义动量的干扰观测器估计机械臂各关节和末端执行器上的干扰力.然后,设计一个双环控制结构,内环是基于干扰观测的双幂次趋近律滑模轨迹跟踪控制器,用以克服外界干扰的影响,达到期望的轨迹跟踪精度;外环是自适应导纳控制器,依据碰撞外力的大小和方向更新期望轨迹,以保证机械臂碰撞发生时的柔顺性和碰撞解除后迅速恢复工作状态的能力.最后,对所提算法进行仿真和实验验证.实验结果表明,协作机械臂碰撞环境下的安全控制算法能保证人机协作的安全性和机械臂工作的连续性,满足人机协作过程中的工作需求.

主 题 词：人机协作 干扰观测器 滑模控制 自适应导纳控制 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.7641/CTA.2023.20531

馆 藏 号：203127049...