飞行机械臂系统的接触力控制

• 作者: 何玉庆 孟祥冬 张宏达 杨丽英 谷丰 韩建达
• 来源期刊: 控制理论与应用
• 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
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 论文与报告
• 页码范围: 59-68
• 页数: 10页
• 字数: 8617字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7641/CTA.2019.80663

摘要

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.