The invention relates to a double teleoperation adaptive control method based on relative impedance, the controllers were designed in the master-slave end, from the control process of end manipulator, through the method of relative impedance, realize the active coordination on the main operating arm of the auxiliary manipulator, which from the end of the environment changes in a certain range the case, can apply from the end of robot cannot completely track the movement of the main terminal operator, from the end of the robot according to the synergistic effect of the main end operator and change from the environment, adjust its position, speed and force, so as to realize the remote operation with arms.
【技术实现步骤摘要】
一种基于相对阻抗的双臂遥操作自适应控制方法
本专利技术属于空间遥操作领域,涉及一种基于相对阻抗的双臂遥操作自适应控制方法。
技术介绍
随着空间探测的深入,大量的航天器面临在轨维护、组装和拆解的难题,不同航天器的在轨维护任务及运行监制等需求也日趋复杂和多样,遥操作技术作为一种远程操控技术,为空间在轨操作和维护提供了一个相对安全和简单、低成本的操作方式。在遥操作系统中,人类通过人机交互界面、通信网络和远程机器人实现和远程环境的交互,实现对远端机器人的操控。空间操作的任务复杂度逐步提升,在空间装配、卫星和其他航天器的设备维修、空间生产和实验中需要越来越多的协同操作、多机配合。以空间站为例,其中就涉及到狭小空间环境复杂作业,舱外各关键部位,关键设备运行状态的及时监测、预警、部件更换乃至维修维护等任务,但是由目前单个机械臂执行特定任务的方式难以满足这种复杂空间任务的需求,而采用多个机械臂协同操作的方式不仅可以满足任务的需求,而且具有操作效率高,操作范围大,负载能力强的优点。采用多机械臂遥操作的方式完成空间在轨任务,其难点在于如何让空间机械臂像人一样的完成配合,尤其是在双机械臂与操作对象存在力接触操作的时候,机器人需要在人的指引下根据环境的不同适当的自行调整,以保证操作的可靠性。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处,本专利技术提出一种基于相对阻抗的双臂遥操作自适应控制方法,针对在双臂遥操作协同控制过程中,从端机械臂受到环境变化和其他操作臂操作效果的影响,容易导致双臂的协同效果较差的问题。技术方案一种基于相对阻抗的双臂遥操作自适应控制方法,其特征在于步 ...
【技术保护点】
一种基于相对阻抗的双臂遥操作自适应控制方法,其特征在于步骤如下:步骤1:建立双人双手操作的动力学模型
【技术特征摘要】
1.一种基于相对阻抗的双臂遥操作自适应控制方法,其特征在于步骤如下:步骤1:建立双人双手操作的动力学模型其中,Mmi,和Gmi(qmi),i=1,2分别为主手i的惯性矩阵、向心力和科式力和重力参数,dmi(t)为主手i在t时刻的扰动项,Fmsi(t)表示t时刻的控制力,Fhi(t)表示主手i操作者作用在末端点的作用力,表示主手i的雅克比矩阵,Msi,和Gsi(qsi),i=1,2分别为从手机械臂i的惯性矩阵、向心力和科式力和重力,dsi(t)为从手i在t时刻的扰动项,Fcsi(t)表示t时刻的控制力,Fsi(t)表示从手i操作者作用在环境的作用力表示从手i的雅克比矩阵,qmi,和分别表示主手i在关节坐标系下的角度、角速度和角加速度,qsi,和分别表示从手i在关节坐标系下的角度、角速度和角加速度,由于在空间环境下,受到发射过程和地球重力的影响,参数Msi、和Gsi(qsi),i=1,2,相比于地面测量的参数都会发生一定的变化,所以令和其中和分别表示对参数Msi、Csi和Gsi的初始估计值,令表示机器人系统动力学的不确定项;步骤2:主手控制器设计定义γi=qsi(t-T)-qmi(t),其中,T表示主从端的通信时延,定义则主手i的控制器设计为:其中,kmi为一个正数,表示系统的控制参数,参数kmi的取值使得系统为稳定的,ηmi为系统的鲁棒项,用来减弱参数εi对系统稳定性的影响,其中ηmi的表达式如下:ηmi=sat(εi,μmi)
【专利技术属性】
技术研发人员:黄攀峰,鹿振宇,刘正雄,孟中杰,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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