模糊控制是應用Z廣的一種智能控制,它具有多種結構形式,如 PID 模糊控制、自組 織模糊控制、自校正模糊控制、自學習模糊控制、專家模糊控制等。其中,自校正模糊控制屬于自適應模糊控制。下面提出一種由神經網絡訓練模糊控制規則的自適應模糊控制 器,并把它應用于附加力外環的機器人力/位置混合控制。
隨著機器人在工業生產中的廣泛應用,對機器人的力/位置控制顯得愈加重要,特別 是在一些高精度作業的場合更是如此。在以往的機器人力/位置控制方案中,為了加入力 控制信號,通常需要對一般工業機器人原有的位置控制器進行改造或重新設計控制器。
我們提出一種附加力外環的機器人力/位置自適應模糊控制方法,在不改變機器人 原有位置控制器的前提下實現力/位置自適應模糊控制。其主要思想是把力控制器的輸 出作為位置控制給定的修正值,通過提高位置控制的精度達到控制力的目的,并利用自 適應模糊控制的魯棒性,使控制系統對不同的剛性環境具有自適應能力。在控制過程 中,神經網絡(NN) 不直接進行控制,而僅僅根據輸入信號確定相應的模糊規劃調整因 子。實驗結果表明,該方法不僅使模糊控制系統的自適應能力得到提高,而且克服了神 經網絡在控制中實時性差的缺點,系統的動、靜態響應性能、自適應能力和魯棒性均得 到顯著改善。
所提出的附加力外環的機器人力/位置自適應模糊控制方法,應用在一臺帶力傳感器 的Zebra-ZERO(斑馬)6關節機器人上,其模型如圖5-26所示。機器人的位置控制器為常 規PID 控制,且人-機接口界面只提供簡單的操作指 令,如初始化指令、狀態輸出指令、關節角移動指 令等。在實現跟蹤控制時,固定j₁,j₄ 和 j₆ 三個關 節,由j2 和j₃ 關節在x₂ 方向實現跟蹤,并對x₁ 方 向的接觸力進行控制,關節js 使機器人末端執行器 與跟蹤面垂直。整個控制系統由一臺PC486 主機(帶 機器人控制器)、電源、控制接口板及機器人主體組 成,其系統原理框圖如圖5-27所示。


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