基于粒子群算法的阻抗控制在机械臂柔顺控制中的应用

doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.003

空间控制技术与应用 ›› 2016, Vol. 42 ›› Issue (3): 15-20.doi: 10.3969/j.issn.1674-1579.2016.03.003

基于粒子群算法的阻抗控制在机械臂柔顺控制中的应用

周晓东，任天助，张激扬，周锐

（1.北京控制工程研究所精密转动和传动机构长寿命技术北京市重点实验室，北京 100190；
2.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191）

出版日期:2016-06-23 发布日期:2016-06-27
作者简介:作者简介：周晓东（1983—），男，工程师，研究方向为智能机器人技术；任天助（1992—），男，硕士研究生，研究方向为机器人智能控制算法设计；张激扬（1970—），男，研究员，研究方向为航天器姿态测量和姿态控制执行机构；周锐（1968—），男，教授，研究方向为飞行器制导与控制.
基金资助:
北京市科技专项资助项目（Z151100001615067）

Application of Impedance Control for a Robotic Manipulator Based on Particle Swarm Optimization Algorithm

ZHOU Xiao-Dong, REN Tian-Zhu, ZHANG Ji-Yang, ZHOU Rui

（1.Beijing Key Laboratory of Long Life Technology for Precise Rotating and Transmission Mechanism,Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100190, China;
2.School of Automation Science and Electrical Engineering, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing 100191, China）

Online:2016-06-23 Published:2016-06-27

摘要/Abstract

摘要： 摘要：阻抗控制策略是实现机械臂的末端力柔顺控制的一种重要方法.然而，针对阻抗控制参数的确定，目前尚缺乏通用算法.粒子群算法具有概念简单、易行、鲁棒性好等特点，适用于阻抗控制参数的确定与优化.通过分析基于力反馈的笛卡尔空间阻抗控制结构，采用粒子群算法整定阻抗控制参数.结合阻抗控制自身特点对粒子群算法做了相应改进，并通过仿真验证了优化后的阻抗控制算法可实现对七自由度机械臂的柔顺控制且具有较好的鲁棒性.

关键词: 关键词：粒子群算法, 柔顺控制, 阻抗控制, 机械臂

Abstract: Abstract：Impedance control strategy is one of the most important methods for the force and compliance control of robotic manipulators. However, it is difficult to obtain impedance parameters due to the absence of versatile algorithms. According to the structure of Cartesian impedance control based on force feedback, Particle swarm optimization (PSO) algorithm is employed to determine and optimize the impedance parameters via taking advantage of its concision, feasibility and robustness. In addition, the PSO algorithm is improved to some extent in the characteristics of impedance control. Finally, the robustness performance of the optimized impedance control strategy is verified via simulation of compliance control of a 7 DOF (degreeoffreedom) robotic arm.

Key words: Keywords：PSO, compliance control, impedance control, robotic manipulator

中图分类号:

周晓东, 任天助, 张激扬, 周锐. 基于粒子群算法的阻抗控制在机械臂柔顺控制中的应用[J]. 空间控制技术与应用, 2016, 42(3): 15-20.

ZHOU Xiao-Dong, REN Tian-Zhu, ZHANG Ji-Yang, ZHOU Rui. Application of Impedance Control for a Robotic Manipulator Based on Particle Swarm Optimization Algorithm[J]. , 2016, 42(3): 15-20.

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Application of Impedance Control for a Robotic Manipulator Based on Particle Swarm Optimization Algorithm

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