为解决不确定性机器人的关节角度追踪问题,提出一种前馈控制加模糊补偿的控制方法。将机器人动力学方程引入前馈控制,减小关节角度初始误差。为提高关节角度追踪的稳定性,模糊控制不直接输出关节补偿力矩,而是输出关节力矩补偿系数,其与前馈关节力矩相乘间接得到关节补偿力矩对机器人不确定性进行补偿。通过ADAMS和Matlab/Simulink对关节角度追踪控制效果进行验证。仿真结果表明,该方法对不确定性机器人的关节角度追踪控制是有效的,其关节角度追踪误差绝对值小于1.5×10-4rad。

提出了一种新型电容式六维力传感器,理论分析垂直极板电容边缘效应原理和变极距型平行极板电容效应原理,设计了结合两种电容效应原理的新型电容式力传感器结构。进行静态标定实验获得实验数据,将获得的数据采用基于最小二乘法的线性解耦求得六维力传感器解耦矩阵。并根据求得的解耦矩阵对六维力传感器进行解耦计算,计算结果表明传感器各维力/力矩FX、FY、FZ、MX、MY、MZ的Ⅰ类误差分别为0.19%、0.66%、0.10%、0.14%、0.39%、0.32%,Ⅱ类误差最大值为0.47%,即该传感器维间耦合小,可解耦。验证了该结构的可行性。

六自由度工业机器人关节因传动装置刚度不足而引发末端振动,通常采用传统陷波滤波器解决该问题;但滤波器参数之间存在耦合,导致滤波器参数难以快速整定。为此,基于所建立的工业机器人双惯量负载模型设计出具有参数解耦的陷波滤波器。分析传统陷波滤波器传递函数,采用极点零点抵消法对陷波器参数进行解耦设计;将陷波器中心频率、宽度以及深度作为陷波滤波器的参数;最后,利用傅里叶变换和对数衰减法快速整定改进后的陷波器参数,以此来抑制工业机器人末端振动。搭建六自由度工业机器人实验平台进行实验。结果表明:参数解耦陷波滤波器不存在参数耦合,参数整定方便;使用参数解耦滤波器比未使用滤波器相比可降低78.5%的工业机器人定位振动,证明改进的参数解耦陷波滤波器对定位振动抑制的可行性与有效性。

伺服系统中因传动装置刚度不足会引发定位振动问题。针对采用陷波滤波器解决该问题时存在陷波滤波器参数整定过程繁琐且整定抑制效果不明显,基于零极点抵消法提出一种改进的前馈陷波滤波器。该方法采用振幅最高点所对应的频率和对数衰减法快速整定陷波器的中心频率、陷波宽度和陷波深度。实验结果显示:使用该滤波器比未使用滤波器相比可降低88.4%的定位振动,证明将改进滤波器作为前馈陷波滤波器可实现定位振动抑制以及滤波参数整定方法的