一种抗干扰自适应力位协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种抗干扰自适应力位协调控制方法，应用于假手控制技术领域。主要针对在多重扰动问题下，尤其是随机扰动下的多灵巧手指控制系统的协调控制问题，在阻抗控制、自适应控制和干扰观测器的控制方案下，针对多手指控制系统，提出了一种抗干扰自适应协调控制策略。本控制策略利用阻抗控制实现力度闭环控制，利用干扰观测器消除系统时变干扰，利用自适应控制消除非时变干扰。根据反步控制、李雅普诺夫稳定性理论和随机控制系统的基础，保证了跟踪误差系统的均方指数稳定。利用所提出的控制策略提高了多个手指抓取物体过程中力闭环协同控制的鲁棒性。环协同控制的鲁棒性。环协同控制的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰自适应力位协调控制方法


[0001]本专利技术涉及假手控制
，更具体的说是涉及一种抗干扰自适应力位协调控制方法。

技术介绍

[0002]近些年，肌电假手的研发进入了突飞猛进的发展阶段，出现了一些商业化假肢产品，如英国苏格兰科技公司Touch Bionics，德国的Ottobock公司，美国Motion Control、Liberating Technologies公司，以及国内丹阳假肢厂等出产的假手产品。国内一些大学和研究机构在智能肌电假手方面展开了相关研究，并取得了一定的成果，中国科学技术大学、上海交通大学和深圳先进院着重在肌电信号的识别算法的研究，东南大学、华中科技大学和哈尔滨工业大学重点研究机械结构优化和运动控制算法。目前，因肌电假手缺少力度控制、抓取易受外界干扰等不足，还不能完全满足患者对人工义肢的需求。
[0003]因此，如何提供一种抗干扰自适应力位协调控制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种抗干扰自适应力位协调控制方法以解决上述技术问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰自适应力位协调控制方法，其特征在于，具体步骤如下：以机械假手作为被控对象，基于获取的机械假手的抓取力和期望力对肌电信号进行阻抗控制；通过力觉传感器获得机械假手指尖的力度信息F
e
，并计算期望的力度信息F
d
和检测力度信息F
e
的跟随误差F
s
；结合假手的跟随误差F
s
和姿态信息X
d
，通过阻抗控制计算出期望轨迹姿态X
c
；基于机械假手的当前各个关节角度信息，利用正运动学计算得到指尖姿态信息X
e
；将期望轨迹姿态X
c
和指尖姿态信息X
e
的跟随误差通过逆运动学计算各个关节期望轨迹角度变化；进一步利用指尖各关节期望轨迹角度和当前位姿信息设计扰动观测器和自适应律，并利用反步法设计控制器；将控制器输出信号发送给所述机械假手进行抓取力度和姿态同步控制。2.根据权利要求1所述的一种抗干扰自适应力位协调控制方法，其特征在于，获取的机械假手的期望轨迹X
c
步骤如下：通过期望的力度信息F
d
和检测力度信息F
e
计算得到跟随误差F
s
；阻抗控制器的任务其中N,B,K表示阻抗参数，根据系统力度控制性能设置，由此得：X
c
＝f(F
d
,F
e
,X
d
)；结合假手期待的力度跟随误差信息F
s
和姿态信息X
d
，通过阻抗控制计算出期望轨迹姿态X
c
。3.根据权利要求1所述的一种抗干扰自适应力位协调控制方法，其特征在于，利用运动学建立机械假手指尖期望力位信息和手指各关节角度关系的具体步骤如下：采用DH方法建立了灵巧手的坐标系，得到相邻关节之间的齐次变换矩阵；将各关节参数代入齐次变换矩阵，则指尖相对于坐标系的变换矩阵；根据变换矩阵中的位置变换向量得到单手指指尖姿态和手指关节角度之间的关系；通过单手指指尖的期望运动推导各个关节的速度关系，构建速度雅克比矩阵；在机器人处于位置控制状态时通过单手指的逆运动学解算获得指尖期望位姿所对应的关节角度，进而驱动各个关节使手指指尖达到期望力位控制。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅舰艇，尹韶云，孙秀辉，陈建军，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：