[发明专利]基于环境刚度估计的机器人自适应混合阻抗/导纳控制方法

摘要

本发明公开了机器人领域一种基于环境刚度估计的机器人自适应混合阻抗/导纳控制方法，通过建立由环境刚度估计和自适应率组成的自适应混合阻抗/导纳控制方法，能克服阻抗控制针对环境刚度变化时阻抗性能下降的缺点，具有应用范围广、鲁棒性强等优点，能够确保机器人与环境交互时期望的柔顺性、本发明可用于机器人系统的主动柔顺控制。

主权项

1.一种基于环境刚度估计的机器人自适应混合阻抗/导纳控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立机器人控制的混合系统；式中τ_hyb为机器人关节空间的混合控制输出，τ_imp为机器人关节空间的阻抗控制输出，τ_adm为机器人关节空间的导纳控制输出，为雅可比矩阵，F_imp为机器人操作空间下的阻抗控制器输出，F_adm为机器人操作空间下的位置控制器输出，t₀为初始时刻，t为控制过程中的时间变量，δ为阻抗/导纳控制信号的切换周期，n_s∈[0,1]为阻抗/导纳控制信号切换的占空比，k为一个整数，取值为0,1,...,N，其中N为全部期望的切换周期数；步骤2，基于递推最小二乘法估计环境刚度；步骤3，建立混合系统阻抗性能评价函数，获得与接触环境刚度对应的机器人性能最优的阻抗/导纳切换的占空比，并建立占空比对于接触环境刚度的自适应率f(k_e)；式中α_i为取自n_s取值集合中的实数，A_i为环境刚度取值区间，m表示A_i的个数，k_e为环境刚度，为A_i的指示函数，取值为1(当k_e∈A_i)或0(当)；步骤4，将步骤3选择的最优占空比带入步骤1中的机器人控制的混合系统。