具有关节角位置反馈的绳驱动拟人臂机器人动力学和张力问题研究

基于仿生学原理，综合分析和研究绳驱动拟人臂机器人在取得最佳拟人效果时动力学建模和绳索张力问题。通过设计具有关节角度位置反馈的球关节机构，采用误差补偿或任务空间的闭环反馈控制来克服绳索变形带来的不利影响，以便将绳驱动拟人臂机器人投入实际使用时能够满足较高定位精度的要求。课题还探讨了实时计算动态最小预紧力实现多变量控制的问题。针对某些特殊环境下的应用存在拟人臂柔性和环境不确定性，为了解决非线性系统建模误差、扰动等因素造成的控制困难，制定了基于模型和传感信息反馈的Backstepping分散自适应实时运动控制策略来进行研究。为提高动力学控制中的计算和信号处理能力，提出基于FPGA的高速实时处理系统用于系统控制和传感信号处理。项目的主要意义是拟通过该项目的研究，提高拟人臂机器人的智能化水平和从事高精度、高复杂性作业的能力，推动若干相关学科的研究和发展，为提高我国智能机器人技术的发展水平做出贡献。