采用预测控制方法使手臂-机械手协同负载[外文翻译].rar

附件C：译文


1999年电气与电子工程师协会会议录
关于机器人与自动化的国际会议
密歇根州底特律市1999年5月



采用预测控制方法使手臂-机械手协同负载
Kamran Iqbal
西北大学
邮箱：k-iqbal@ nwu.edu

郑源风
俄亥俄州.哥伦布市.俄亥俄州立大学电机工程学系
邮箱：zheng@ee.eng.ohio-state.edu

摘要——对人的手臂和机械手协同作用问题进行研究，本文使用了兼容运动与预测控制。在研究中，手臂和机械手在未知环境下执行任务时就会出现问题。在这种情况下，由于手臂的特有优点，假定它引导主要任务，而机械手需要依从手臂的运动，并且能支撑负荷。多个机械手协同作用已广为人知，它通常设定了已知轨迹和工作环境，这个方案比它更好。通过协调手臂和机械手，操作员的数量可以减少，并且可以减轻手臂的疲劳。本文论述了该框架中基于模型预测控制的问题。从机械手的位置命令到传感器输出的手腕力定义了一个传递函数。机械手作用力设置成与重力相等。针对该问题，用一个预测控制方案设计了一个两自由度控制器。仿真结果表明，机械手不但能有效接管物体重量，使手臂作用力接近0。而且，它对手臂的运动相当敏感，相对较小的手臂作用力也能有效地引起操作任务。

序言
近年来，多机器人协同作用问题得到了研究人员的广泛重视[1,2]。协同作用的目的是对付那些单个机械手很难完成的任务。许多工业和服务应用属于这一类，例如，共同承受负载，弯曲金属板等。这种协调作用的结果导致任务执行效率有很大提高。尽管近年来该问题已得到相当的重视，但是由于协调机制的复杂性，其应用范围限制在良好环境下的简单任务中。在非结构化环境中的复杂协调问题，以目前的机器人技术还不能解决。