基于动态系统稳定估计器的机器人变刚度轨迹规划

作者：谢啸; 张涵; 汤自林; 高霄; 肖晓晖^*

来源：中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(04): 1250-1258.

• 示教学习
• 动态系统
• 变刚度轨迹规划

针对现有基于动态系统稳定估计器(SEDS)的机械臂轨迹规划中无法兼顾运动精度和能量消耗的问题，提出变刚度轨迹规划的方法。首先，采用SEDS对示教轨迹进行拟合，得到从空间任一起点到终点的收敛轨迹。然后，基于人体上肢刚度模型，通过实验得到肌电信号与上肢末端刚度的映射关系，并使用高斯混合模型GMM和高斯混合回归GMR学习示教的刚度。最后，结合学习到的轨迹和刚度进行阻抗控制，然后进行抗干扰和变刚度实验。研究结果表明：与定刚度轨迹规划方法相比，本文所提方法位置误差减小了78.1%，能耗降低16.1%。机械臂能在到达目标点的位置精度与能量消耗之间取得较好的平衡，且当其受到外界干扰后，会根据控制器发出的期望位置调整自身运动，最终仍能收敛到目标点，具有较强的抗干扰能力。

• 单位
  武汉大学