针对核应急机械手在非结构化环境作业过程中,从端机械手存在自适应能力差的问题,提出了一种可优化的自适应双边控制结构。该控制结构是以主端阻抗控制为外环,以从端模糊PD控制为内环的双闭环控制结构。采用PHANTOM设备与MATLAB搭建了双边控制系统,并在该控制系统结构下完成了联合仿真试验。根据从端机械手末端跟踪轨迹的特性,采用模糊控制器对从端控制参数进行优化处理,以提高系统自适应能力。对从端控制器参数优化前与优化后的跟踪轨迹进行试验对比。优化后的主、从端跟踪轨迹的误差明显减小。从端跟踪轨迹较优化前表现较为平滑,克服了跟踪不足问题,能够实现稳定的双边跟踪控制,从端的自适应性能也得以提升。试验结果表明,该控制系统能够实现优化跟踪,自适应性能良好,为同类型控制系统提供了理论参考。 自动化仪表第38卷图4末端点跟踪轨迹示意图主、应急机械手-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机缩管机从机械手末端点X、本文有公司网站全自动缩管机采集转载中国知网整理  http://www.suoguanji.cc Y方向轨迹跟踪最大误差如表1所示。表1轨迹跟踪最大误差T置优化前/mm优化后/mmX轴5．7223．962Y轴23．5335．624由图4(a)和图4(b)可以看出，未经优化的主手给定轨迹并不平滑，而优化后的图4(c)和图4(d)(即X方向和Y方向)上，主手给定跟踪轨迹表现较为平滑，没有较大的操作抖动干扰，表明以模糊PD控制为内环、阻抗控制为外环的双闭环控制结构，对操作者生理颤抖有一定的抑制功能。其次，由图4(a)和图4(c)的对比、图4(b)和图4(d)的对比以及表1的结果可以看出，优化后X方向和Y方向跟踪误差均减校在优化后的双边控制过程中，从端没有再出现跟踪不足以及跟踪震荡现象，从端模糊PD控制器克服了跟踪不足的问题，实现了较为平稳的跟踪，主、从端之间跟踪轨迹较为平滑，保证了主、从手在跟踪运动过程中的速度连续性，证明了系统结构稳定、跟踪性能良好。经优化后，在第10s时，主端的机械手轨迹由直线变为曲线，从端仍能够实现较好的跟踪，表明系统结构具有一定的自适应能力。此外，由于桌面存在摩擦，机械手的关节电机控制精度以及关节的机械摩擦等外界因素也给本试验系统带来了一定的误差。尽管系统存在上述非线性干扰误差，但从手仍实现了较好的跟踪控制，表明设计的系统方案是有效的。5结束语本文重点研究了核应急环境机械手遥操作双边控制系统。针对遥操作系统中的从手自适应能力不足的问题，设计了一种具有自适应的双闭环式的双边控制系统，并给出了双边控制器的设计方法。对系统整体的稳定性能进行了论证，并在力反馈设备和MATLAB所搭建的系统平台应急机械手-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机滚弧机缩管机本文有公司网站全自动缩管机采集转载中国知网整理  http://www.suoguanji.cc