基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的力触觉交互方法及装置，通过速度传感器对执行器角速度和角加速度进行数据采集，利用微分器对数据进行处理得到执行器的控制量，对执行器的精确控制，实现力触觉交互操作。

【技术实现步骤摘要】
基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法及装置
本专利技术涉及自动控制领域，特别涉及一种基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法及装置。
技术介绍
人类在19世纪专利技术了电话，实现了听觉的传递；20世纪，摄像机和电视的问世使视觉的传递成为可能；在21世纪，利用机械装置、执行器和控制方法，还能够实现触觉的传递。人类认识自然和改造自然的过程中，往往只是对身边的物体做功，并在操作过程中将作用力施加在物体上并随时感受来自物体的反作用力。力触觉交互系统能够将这一过程中的人与被操作的物体分离开，即操作者和被操作的物体可能是分离的。系统将操作者的运动传递到被操作的物体上，并在二者之间实现作用力与反作用力的关系，在操作者与被操作的物体之间形成一个物理媒介。要实现这一功能通常需要力传感器测量执行器与操作者、执行器与被操作的物体之间的作用力。然而，力传感器不仅使系统成本增加、并且由于测量精度、带宽、安装尺寸、重量等限制，很难实现小型、轻量的力触觉交互装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法及装置，可以方便的进行力触觉交互。第一方面，本专利技术提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法，其特征在于，预先在主函数中定义一个死循环，所述死循环利用一个变量作为标志位判断是否退出循环，利用定时器每隔固定时间中断一次循环，定义第k次进入定时器中断服务函数为k时刻，在k时刻之前一次进入定时器中断服务函数称之为k‑1时刻，所述方法包括：S101、利用带有前馈的离散微分器k时刻执行器的角速度进行处理得到执行器的角加速度：

【技术特征摘要】
1.一种基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法，其特征在于，预先在主函数中定义一个死循环，所述死循环利用一个变量作为标志位判断是否退出循环，利用定时器每隔固定时间中断一次循环，定义第k次进入定时器中断服务函数为k时刻，在k时刻之前一次进入定时器中断服务函数称之为k-1时刻，所述方法包括：S101、利用带有前馈的离散微分器k时刻执行器的角速度进行处理得到执行器的角加速度：其中，Ts为定时器的中断周期，是执行器i的速度传感器在k时刻读取的传感器数据，是k时刻执行器i对应的速度传感器读数进行低通滤波的值，和为执行器i的角速度进行微分计算的中间变量，是执行器i在k时刻的速度传感器读数的微分器输出，和为执行器i角速度微分器的增益，均为大于0的常数；S102、对在k-1时刻输出给执行器i的执行器驱动器的控制量ui(k-1)进行滤波；其中，g是滤波器的增益，是k时刻计算得到的ui(k-1)低通滤波的值；S103、计算得到一个中间变量τi(k)，中间变量τi(k)包含执行器i在k时刻受到外界作用力信息，所述中间变量τi(k)为：其中，J＝max{J1,J2,...,Jn}是所有执行器的等价转动惯量中最大的一个；B＝max{B1,B2,...,Bn}是所有执行器的等价阻尼中最大的一个，Ji和Bi(i＝1,2,…,n)分别表示执行器i的等价转动惯量和等价阻尼；S104、计算执行器角速度的积分值所述积分值为：其中，为通过传感器读取的k时刻执行器角速度，为k时刻执行器角速度的积分值；S105、利用下列关系计算得到k时刻输出给执行器i的执行器驱动器的控制量；其中，K1和K2分别为位置和速度的增益，均为大于0的常数。2.根据权利要求1所述的基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法，其特征在于，所述计算执行器角速度的积分值包括：采用欧拉法计算执行器角速度的积分值3.根据权利要求1所述的基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法，其特征在于，还包括：判断是否结束控制，若是，则通过置位标志位的方式跳出死循环，结束控制；若否，则不置位标志位，等待下次定时器中断。4.根据权利要求1所述的基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法，其特征在于，所述判断是否结束控制，若是，则通过置位标志位的方式跳出死循环，结束控制；若否，则不置位标志位，等待下次定时器中断之前，还包括：接收其他控制电路发送的传感器数据或向其他控制电路发送传感器数据。5.根据权利要求1所述的基于速度传感器和微分器力触觉交互控制方法，其特征在于，所述利用带有前馈的离散微分器k时刻执行器的角速度进行处理得到执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：田大鹏，王中石，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22