柔性机械臂的力与运动统一自适应积分控制

本文提出一种用于柔性机械臂运动与力控制的自适应非线性策略。该方法提供鲁棒的运动控制，直至检测到接触，此时力控制即可生效——无需任何控制切换——反之亦然。这种在混合接触/非接触场景下的自调节得益于力与运动控制的统一表述，其包含基于转置逆运动学的积分项以及针对柔性机械臂连杆与接触刚度的自适应更新律。通过李雅普诺夫分析，保证了所有信号的全局有界性以及力与位置的渐近稳定性。该控制策略及其实现已使用低成本基础微控制器与具有 3 个柔性关节和 4 个执行器的机械臂进行了验证。在真实混合接触场景中给出了完整的实验结果，表明其计算需求极低且可使用廉价力传感器。