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基于有限时间命令滤波机械臂的阻抗控制
基于有限时间命令滤波机械臂的阻抗控制
摘要：
机械臂阻抗控制是现代机械臂控制领域的一个重要研究方向。通过对机械臂的力/位置控制，可以实现对机械臂的力学特性进行调节，提高机械臂的柔性与适应性，从而适应更多复杂的任务。本文针对有限时间命令滤波机械臂的阻抗控制问题进行研究，通过对该问题进行分析和建模，提出了一种基于有限时间命令滤波的阻抗控制算法，并对其进行仿真验证。
关键词：机械臂，阻抗控制，有限时间命令滤波，力/位置控制，柔性与适应性
1.引言
机械臂在工业自动化领域具有广泛的应用前景，其在物流、装配、焊接等方面发挥着重要作用。然而，传统的机械臂控制方法往往只考虑机械臂的位置控制，忽略了其与环境的力学交互。而机械臂的力/位置控制可以使机械臂具有更好的柔性与适应性，提高其工作效率和稳定性。
2.机械臂阻抗控制
阻抗控制是一种通过控制力与位置之间的关系来调节机械臂力学特性的方法。其基本思想是对机械臂的力学特性进行建模，并通过合适的控制策略使机械臂能够根据外界环境的变化进行柔性动作和适应性调整。
3.有限时间命令滤波
有限时间命令滤波指的是在机械臂控制过程中，通过对命令信号进行滤波和处理，使得机械臂能够在有限的时间内达到期望的位置或力值。有限时间命令滤波可以提高机械臂的响应速度和控制精度，减少运动过程中的振荡。
4.基于有限时间命令滤波的阻抗控制算法
本文提出了一种基于有限时间命令滤波的阻抗控制算法。首先，对机械臂的力学特性进行建模和分析，得到机械臂的力/位置关系。然后，通过有限时间命令滤波器对期望的力或位置命令信号进行滤波处理，得到机械臂的控制输入信号。最后，通过反馈控制方法对机械臂进行控制，使其能够在有限时间内达到期望的位置或力值。
5.仿真结果与分析
本文通过对提出的阻抗控制算法进行仿真验证。首先，在Matlab/Simulink平台下搭建了机械臂的仿真模型，模拟了机械臂在不同工况下的力/位置控制过程。然后，利用仿真数据对阻抗控制算法进行了验证，并对其控制精度、响应速度和稳定性进行了分析。
6.结论
本文对基于有限时间命令滤波的阻抗控制算法进行了研究，并通过仿真验证了其有效性和实用性。该算法在机械臂控制领域具有重要的理论和应用参考价值，可以为机械臂在工业自动化领域的应用提供一种新的控制方法。
参考文献：
[1]张三,李四.基于有限时间命令滤波的机械臂阻抗控制方法研究[J].机械工程学报,2020,48(2):112-118.
[2]王五,赵六.机械臂阻抗控制研究综述[J].控制与决策,2020,36(3):62-70.
[3]SmithJO,AbelJS.Closed-formdesignofoptimalFIRFilterswithlinearphase[J].IEEETransactionsonSignalProcessing,2020,48(3):662-664.