针对工件在实际加工中打磨空间局限、精度不高等问题,为提高机器人作业的轨迹跟踪效果,提出一种双臂机器人轨迹跟踪控制方法。以轮毂打磨为研究背景,主从架构中夹持机器人采用PD控制,夹持待打磨工件进行位置跟踪运动控制;打磨机器人采用基于位置的阻抗控制,实现力控和末端位置补偿,提高定位精度。基于MATLAB/Simulink设计仿真模型验证可行性,并完成实验验证。实验结果表明当机器人末端在外界干扰力作用下,能自适应地跟踪及修正轨迹,满足双臂机器人轨迹跟踪控制的要求。

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.

为更好地权衡车辆的操纵稳定性和行驶平顺性,建立了一种模糊阻抗液压主动悬架的控制策略。通过建立的1/4车辆主动悬架模型和液压作动器模型,设计了带有位置闭环、力闭环的阻抗控制器,阻抗控制跟踪车轮动载荷,位置闭环采用模糊控制以跟踪由阻抗控制确定的车身期望垂直位置,力闭环采用比例积分(PI)控制以追踪控制器的期望力,同时分析了阻抗参数与车辆行驶平顺性和操纵稳定性之间的关系。利用Matlab20116/Simulink搭建了带有0.1 m高凸起的B级路面输入及液压主动悬架系统模型,仿真结果表明,相对于被动悬架,液压主动悬架的车身垂直加速度、悬架动挠度及车轮动位移分别下降了39.97%,49.46%和23.63%,该控制策略能有效提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。

建立了阀控液压缸系统动力机构及负载的数学模型,完成了双自由度力控制模型及其传递函数的推导,并给出了力加载控制系统的方框图。然后提出了力环包容位置环的控制策略,针对力环加载力控制,设计了基于阻抗控制的力加载控制器,通过运用Matlab/Simulink软件对单缸双自由度力加载控制系统进行仿真分析,得到了系统位置环及力环的频率特性及其在阶跃输入下的响应。最后通过阻抗控制器参数与系统参数不完全匹配时系统阶跃响应的仿真分析结果,验证了该阻抗控制器的有效性。

为了提高液压机械臂的人机物理接触安全性,本文基于液压转角自伺服柔顺关节构建液压机械臂模型,通过仿真模拟研究了机械臂与外界发生意外碰撞及主动接触时的主动柔顺控制。模拟结果表明,当机械臂与环境发生意外碰撞时,借助所改进的阻抗控制策略,机械臂可以快速逃离碰撞物并与碰撞物保持一个安全的接触力值;当机械臂对未知环境进行力控任务时,采用变阻尼阻抗控制可以实现零稳态误差、低过冲和快速上升的力响应。

该文提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法。运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法，设计了二阶滑模面变结构控制器。针对机械手臂的阻抗控制中力控制的难点在于不能精确的知道环境的刚度和位置从而导致给定参考位置的误差，应用离线环境参数估计的方法进行了仿真研究，仿真结果说明该方法能够较好的进行气液联控机械手臂柔顺力控制。

针对阻抗控制中力控制的难点在于不能精确知道外界环境刚度和位置，继而导致跟踪误差的问题，采用滑模位置控制器及模糊自适应控制方法，设计了气液联控柔顺力控制系统。内环的滑模位置控制器增强了系统的鲁棒性，外环通过模糊自适应机构实时调整阻抗参数，使系统具有良好的动态品质。在外界环境模拟系统做不同运动情况下进行了气液联控柔顺力的试验研究。试验结果表明，该方法具有较好的鲁棒性，实现了环境位置变化时的力跟踪控制。