基于改進PSO的模糊PID打磨末端執行器控制系統*

周子杰，歐道江，周學成，陶建華

(1.廣州大學機械與電氣工程學院，廣州 510006；2.佛山智能裝備技術研究院，佛山 528234)

0 引言

自從 20 世紀 60 年代以來，工業機器人在工業發達國家越來越多的領域得到了應用，尤其在制造業中，如機械加工、焊接等作業中得到廣泛應用[1]。特別是在接觸式作業的場合，就需要機器人具有對接觸力的感知與控制能力，以達到精密操作的要求，例如打磨拋光、裝配作業等[2]。在實際的打磨拋光作業時，隨著打磨的不斷進行，打磨工具會發生磨損，產生一定的表面位置誤差，使得接觸力發生變化，進而影響加工效果[3]。所以，在工業機器人的接觸式作業場合中，實現打磨工具與工件之間的恒力接觸具有極其重要的意義。

目前，實現接觸力控制的方式主要有兩種：主動力控制和被動力控制[4]。主動力控制主要采用力/位混合控制，需要借助機器人的控制器來實現控制，不僅可以保證位置精度，而且也可以保證打磨力的精度，但是存在力/位耦合，實現比較困難，同時生產成本高。而被動力控制則可以避免這些問題，被動力控制獨立于機器人控制器，通過柔順裝置實現對打磨力的精準控制，比起主動力控制便捷，生產成本比較低，所以被動力控制在接觸式作業中具有更廣泛的應用前景。JIN等[5]設計了一款氣囊式末端拋磨工具，其特征在于可以實現旋轉和調節氣壓來控制接觸力的大小，在控制上采用神經網絡模型控制拋磨力。

基于以上研究，引入了一種打磨末端執行器裝置，并提出了一種基于改進粒子群算法的模糊PID控制的打磨末端執行器控制方法。……