面向灵巧手的六维力传感器信息处理与控制研究
| 文献类型 | 学位 |
| 作者 | 韩壮志[1] |
| 机构 | 北京航空航天大学 ↓ |
| 授予学位 | 博士 |
| 年度 | 2003 |
| 学位授予单位 | 北京航空航天大学 |
| 语言 | 中文 |
| 关键词 | 灵巧手;六维力传感器;力控制;开放式控制器 |
| 摘要 | 该文主要研究如下:1.提出了一种实现指端六维力传感器接触点测量计算的实时选择算法,有效解决了噪声干扰下接触点测量可能出现的无解现象,保证了接触点测量的数值稳定性,为基于六维力传感器的灵巧手稳定控制奠定了理论基础.仿真和实验都证明了该算法的有效性.2.对基于六维力传感器的接触点测量计算精度进行了分析,指出在相同的条件下,软/硬手指算法具有相同的精度,并给出了球面和圆柱面下接触点测量误差估计表达式算法.由该表达式可知,软/硬手指算法适用于正压力较大、摩擦系数和几何尺寸较小的场合,并建议灵巧手采用几何尺寸较小的六维力传感器实现接触点测量,从而为灵巧手指端力传感器的设计、选型和应用提供了理论依据.3.推导了基于刚度控制的接触点法向力、切向力分解和控制算法,给出了控制结构框图,实现了接触点法向力和切向力的跟踪和控制,为灵巧手内力优化以及灵巧操作中的稳定抓持奠定了基础.4.提出了开放式灵巧手控制器应具备的四个基本特征,并将灵巧手控制器的开放性划分为三级,即接口开放型、有限开放型和核心开放型,在此基础上提出了开放式灵巧手控制器的体系结构,完成了开放式控制器平台设计.利用该平台,通过简单的二次开发,可以控制不同机械结构灵巧手,完成新型传感器扩展,实现不同应用环境互联,验证不同控制算法.大量实验验证了该控制器的开放性,为灵巧手研究和实验提供了有利条件.5.针对影响开放式灵巧手控制器实现的两个关键技术问题,该文首先提出一种具有容错能力,兼顾鉴相、计数和四倍频功能的码盘接口模型,解决了多码盘接口设计问题.随后,提出了面向灵巧手的通用多轴运动控制器配置模式,并采用专用DSP和FPGA完成了样机设计,解决了开放式控制器对机械本体多电机组合变化的适应性问题.6.综合运用前面研究的理论和方法,分别进行了BH-3和BH-4灵巧手的运动控制、灵巧手力控制、法向力控制、臂手集成及遥操作等实验,验证了灵巧手控制器的开放性,以及接触点测量、力控制等方法的正确性和有效性.该文的主要特点在于,围绕实现灵巧手实时内力优化、滚动等灵巧操作,在相关理论方法和技术研究基础上,通过大量实验,建立了一个基于指端六维力传感器的研究和实验平台,为今后进一步深入研究基于传感器的灵巧手抓持控制提供了重要的理论和实践基础. |
影响因子：
dc:title:面向灵巧手的六维力传感器信息处理与控制研究
dc:creator:韩壮志
dc:date: publishDate:1753-01-01
dc:type:学位
dc:format: Media：北京航空航天大学
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：北京航空航天大学.2003.
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dc: identifier:ISBN:
