控制理论与应用

作者：孟祥冬,何玉庆,张宏达,杨丽英,谷丰,韩建达

单位：中国科学院沈阳自动化研究所,中国科学院沈阳自动化研究所,中国科学院沈阳自动化研究所,中国科学院沈阳自动化研究所,中国科学院沈阳自动化研究所,中国科学院沈阳自动化研究所

关键词：飞行机械臂; 接触操作; 接触力控制; 阻抗控制; 弹簧-质量-阻尼系统

基金：国家自然科学基金重点项目91748130, 61433016；广东省科技计划项目2017B010116002

针对飞行机械臂系统的接触力控制问题, 本文首先从理论上证明了闭环无人机系统具有与弹簧-质量-阻尼系统一致的动态特性.基于飞行机械臂接触状态下力的分析, 得到了无人机水平前向接触力与系统重力和俯仰角之间的动态关系, 进而分析出接触力控制可以不使用力传感器来实现. 根据阻抗控制思想, 提出了飞行机械臂系统接触力控制方法, 即通过同时控制位置偏差和对应姿态角度来实现接触力的控制. 给出了单自由度飞行机械臂系统动力学模型, 对应分析出系统的稳定性. 开发了基于四旋翼飞行器的单自由度飞行机械臂系统, 并进行了实际的飞行实验, 验证了所提出接触力控制方法的有效性, 同时也证实了所开发系统的可靠性.

来源：2020年第1期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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