基于力反馈的柔性机械手控制策略设计实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着机器人技术的不断发展，柔性机械手以其独特的柔顺性、安全性和环境适应性，在医疗康复、工业自动化、服务机器人等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，柔性机械手由于其自身结构特点，在控制方面也面临着更大的挑战，尤其是在与环境交互、执行精细操作任务时，需要更加精确、稳定、可靠的控制策略。

力反馈控制作为一种能够感知环境信息、实现智能交互的重要手段，为柔性机械手的控制提供了新的思路和方法。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着柔性材料技术、传感器技术以及控制理论的快速发展，柔性机械手技术取得了显著的进展。

国内外学者在柔性机械手的结构设计、建模与控制方面进行了大量的研究工作，并在医疗手术、工业抓取、灾难救援等领域取得了一些突破性成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究的主要内容涵盖柔性机械手系统建模与分析、力反馈信息处理、基于力反馈的柔性机械手控制策略以及柔性机械手控制系统设计等方面，具体如下:
1.柔性机械手系统建模与分析:针对柔性机械手的结构特点和运动特性，建立精确的数学模型，包括运动学模型、动力学模型以及力反馈传感器模型。

研究柔性机械手的运动学和动力学特性，建立其运动学和动力学模型，为控制策略的设计提供理论基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的研究方法，逐步深入地开展以下工作：
1.文献调研与分析:针对柔性机械手控制、力反馈控制、机器人技术等相关领域进行深入的文献调研，了解国内外研究现状和发展趋势，为研究方向的确定和研究方法的选择提供参考。

2.系统建模与分析:基于所选定的柔性机械手平台，对其进行运动学和动力学分析，建立精确的数学模型。

同时，对力反馈传感器进行建模，建立力信号与接触力之间的映射关系。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.融合多种信息:将力反馈信息与柔性机械手的状态信息相融合，设计基于多信息融合的控制策略，提高控制系统的鲁棒性和适应性，增强机械手对复杂环境的感知能力，使其能够更好地适应环境变化。

2.优化控制算法:针对柔性机械手非线性、强耦合的特点，研究自适应控制、智能控制等先进控制方法，优化控制算法，提高系统的控制精度和响应速度，改善柔性机械手的动态性能和操作精度。

3.提高人机交互性能:设计友好的人机交互界面，使操作者能够更加直观、便捷地控制柔性机械手，提高人机交互效率，降低操作难度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 孙立宁,刘金存,杜志江,等.机器人柔性抓持的典型机构、建模与控制方法综述[j].机械工程学报,2021,57(18):1-19.

[2] 魏武,刘冠廷,宋伟刚,等.柔性机械手研究现状与发展趋势[j].机械设计与研究,2021,37(05):1-10 18.

[3] 葛玉峰,梁文杰,李亚茹,等.柔性机械臂控制方法研究综述[j].控制理论与应用,2020,37(12):2561-2575.