李正义 唐小琦 熊 烁 叶伯生

华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心，武汉， 430074

0 引言

机器人与未知环境间的力/位置控制主要研究减小未知环境的几何参数和动力学参数(惯量、阻尼、刚度)对控制系统性能的影响及如何提高机器人力/位置控制的自适应能力等，其中关于机器人与任意倾斜面间的力/位置控制以其环境模型相对简单受到众多学者青睐。文献[1-2]给出了基于机器人关节角位移、角速度的倾斜面法向矢量在线自适应计算公式，但算法收敛较慢；文献[3-4]根据机器人关节角位移和机器人末端接触力设计了能同时进行斜面法向方向估计和实现力/位置控制的算法，接触面切向速度恒定，但算法复杂、难以工程实现；文献[5]结合力觉、视觉和位移传感器实现了任意斜面上的机器人力/位置控制；文献[6]对比研究了未知环境参数(阻尼、刚度)估计的几种方法，指出各种方法应用于机器人力/位置控制的优缺点；文献[7]提出利用递归最小二乘(recursive least squares,RLS)算法估计环境阻尼和刚度参数，并设计了基于神经网络的PI控制器实时补偿环境参数估计误差。总之，机器人与环境间的力/位置控制算法较复杂、难以工程实现，目前大都处于仿真阶段，设计易于实现的机器人与环境间的力/位置控制方案有着重要意义。

本文设计了机器人自适应阻抗控制方法以实现机器人末端执行器沿任意倾斜面的力/位置控制，主要内容包括利用机器人末端与接触面碰撞接触激发环境的动态特性，由RLS算法估计环境的阻尼、刚度；……