气动仿人手臂抬举运动的模糊控制文献综述
2020-05-06 16:50:16
1.1研究背景意义 由于工业自动化的全面发展和科学技术的进步,机械手臂也随之产生,它不仅提高了劳动生产的效率,还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,机械人手臂与人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。
传统的工业机器人采用 电气、液压元件作为系统的驱动源。
较大的质量不仅耗费了材料和加工工时以及驱动所需的能量,还会造成系统惯性负载增大从而限制了电气、液压等动力源在仿生机器人领域的应用 [1]。
随着仿生学和机器人学的不断发展,仿人机械手已被广泛应用于医疗、服务及娱乐等多个领域中,目前对于仿人机械手的研究也在不断地深化发展。
气动人工肌肉作为一种新型的驱动器,适合驱动仿人机械手,从而减轻仿人机械手的重量和成本,增加其柔顺性、灵活性 [2]。
与传统的电气、液压驱动方式相比,采用气动肌腱的驱动方式具有质量小、体积小和高功/重比等优 势,具有广阔的应用前景 [3]。
模糊控制的定义是以模糊集合理论、模糊语言变量及模糊推理为基础的一种控制方法。
和传统控制方法相比,模糊控制不需要知道被控对象精准的数学模型 [4]如图1所示。
图1 模糊控制的核心是控制规则模糊控制( Fuzzy Control)和 PID 控制技术相互取长补短、相互融合而形成的模糊控制 PID 技术, 可显著提高控制系统的品质,并已在实际系统的控制中得到了应用和验证 [5]. 1.2仿人手臂国内外研究现状 1.2.1柔性仿人手臂研制国内外现状 仿人机器人模仿人体的外部形状、运动原理和行为方式, 能够从事人肢体般高灵巧度的柔性操作。
气动人工肌腱(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)具有质量轻、柔顺性好、以及力(拉伸/缩短力)可控等优点。