在主手为液压力反馈手柄而从手采用液压缸位置伺服装置驱动的力觉双向伺服系统中,为解决从手与刚性物体接触时产生的震荡问题,提出策略切换控制算法。针对柔性负载,采用包含主从手力及位移的四通道式从端驱动型策略,使用主从手力之差驱动从手,再以主手跟随从手位移;在刚性负载下,为避免从手力突变影响位置环而产生震荡,采用不包含从手力的三通道策略;根据从手负载力和速度设计判断指标,控制两种策略的切换。通过刚柔性两种物体的抓取实验证明该策略对刚柔性物体均有良好的力反馈控制效果,并避免了原有的从端力驱动型策略在抓取刚性物体时产生的震荡问题。

设计了一种主从手均为液压Stewart机构的主从控制系统,用于操作者以遥操作的方式进行复杂曲面的研磨,避免研磨粉尘对现场工作的工人造成呼吸道伤害。针对该机构需具有六维力反馈的工作要求,采用基于工作空间的四通道力觉双向伺服策略,以降低连杆差异和外界干扰力等非线性因素的影响,提高力反馈精度。在此基础上提出了六维的策略切换控制,解决因从端遭遇刚性冲击引起的主手震荡问题。通过柔性及刚性碰撞实验证明了该策略的有效性。

针对变量马达-发电机-超级电容型的挖掘机动臂能量回收装置,以Matlab/Simulink为平台,结合Simscape模块建立仿真程序,代替真实的实验系统进行电机和发动机联合工作控制策略设计的任务,以简化实验,降低研发成本。以Simmechanics实现挖掘机动臂动力学特性模拟,以embeddedfunction建立了泵、发动机、电机及能量回收系统等功能子模块,并以信号发生器实现通过负载模拟系统记录的流量和压力数据进行过程仿真。最后通过仿真实验验证了该程序的正确性。

开发了一种用于遥操作双向伺服系统力反馈工作的液压二自由度力反馈操纵杆．该操纵杆采用PID控制器控制的电液伺服系统进行驱动，可以有效地解决一般电机型力反馈操纵杆在刚度和响应速度方面不足的问题．介绍了系统的软硬件构成，并通过对系统运动性能的分析，设计了用于该系统的力反射型力反馈算法，最后通过实验验证了该算法的有效性．实验证明，该操纵杆具有较好的力反馈操作特性，能够满足遥操作系统力反馈工作的需要．

为了全面分析4自由度液压机器人的综合性能提出了基于数字化虚拟样机RecurDyn的仿真方法。以1台试验性4自由度液压机器人为对象系统研究机器人的运动学特征。在RecurDyn中导入由CATIA建立的几何模型进行动力学的仿真分析并通过Matlab对运动学和动力学进行数学建模计算来验证RecurDyn的正确性。该研究方法从系统的角度对4自由度液压机器人的性能进行了综合评估提高了产品的开发速度和精度降低了开发成本。