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    广西11选5基本走势跨度走势图带连线: 一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN201610150621.7

    申请日:

    2016.03.16

    公开号:

    CN105824248A

    公开日:

    2016.08.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 17/02申请日:20160316|||公开
    IPC分类号: G05B17/02 主分类号: G05B17/02
    申请人: 中国科学院自动化研究所
    发明人: 谢晓亮; 侯增广; 郝剑龙; 边桂彬; 程龙; 高占杰; 王莉
    地址: 100190 北京市海淀区中关村东路95号
    优先权:
    专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 宋焰琴
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610150621.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.09.25|||2016.08.31|||2016.08.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法。所述方法包括:建立力反馈设备的动力学模型,并基于所述动力学模型计算得到所述力反馈设备的补偿力/力矩Fc;根据仿真实验中作用双方的实时交互状态,实时调整从作用方的生物力学特性,由此计算主作用方与虚拟环境的交互力FVE;基于仿真实验中的事件信号确定力反馈设备的振动反馈力Fv;基于所述动力学模型,采用变阻抗和基于事件的控制方法对力反馈设备的触觉力输出进行实时控制。本发明实现了力反馈设备在仿真实验中的触感再现,有效地提高了仿真实验中力反馈设备触感的逼真度、透明度,增强了仿真实验的沉浸感。

    权利要求书

    1.一种变阻抗和基于事件的触觉反馈控制方法,其特征在于,该方
    法包括以下步骤:
    步骤S1:建立力反馈设备的动力学模型,并基于所述动力学模型计算
    得到所述力反馈设备的补偿力/力矩Fc;
    步骤S2:根据仿真实验中作用双方的实时交互状态,实时调整从作用
    方的生物力学特性,由此计算主作用方与虚拟环境的交互力FVE;
    步骤S3:基于仿真实验中的事件信号确定力反馈设备的振动反馈力Fv;
    步骤S4:基于所述动力学模型,采用变阻抗和基于事件的控制方法对
    力反馈设备的触觉力输出进行实时控制。
    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1进一步包
    含以下步骤:
    步骤S11:建立力反馈设备的动力学方程,由此得到力反馈设备的阻
    抗模型,即动力学模型;
    步骤S12:基于力反馈设备的状态输出X和动力学模型计算得到所述
    力反馈设备的补偿力/力矩Fc。
    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S11中,采
    用拉格朗日力学或者系统辨识的方法,建立力反馈设备的动力学方程。
    4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述力反馈设备的动
    力学方程表示为:
    τ = M ( θ ) θ ·· + C ( θ , θ · ) θ · + G ( θ ) , ]]>
    其中,τ表示广义的力/力矩,θ表示广义的关节变量,M(θ)表示机构的惯
    性矩阵,表示关节变量的加速度,表示机构阻尼,表示关节变量
    的速度,G(θ)表示重力项;
    所述力反馈设备的阻抗模型表示为:
    Zm=mms2+bms,
    其中,Zm表示力反馈设备的阻抗,s表示复数域的拉普拉斯变量,mm、bm分
    别为力反馈设备阻抗模型的惯性参数和阻尼参数。
    5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述补偿力/力矩Fc表
    示为:
    Fc=ZmX,
    其中,Zm表示力反馈设备的阻抗。
    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,使用实时可变的阻抗
    参数来描述从作用方的生物力学特性,所述阻抗参数包括从作用方的刚度
    系数和阻尼系数。
    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述主作用方与虚拟
    环境的交互力FVE表示为:
    FVE=ZVEX,
    其中,X表示基于力反馈设备的状态输出,ZVE表示从作用方的阻抗参数。
    8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S3中,采用
    变幅、变频的正弦信号模拟主作用方的振动反馈力信号,振动的幅值和频
    率由力反馈设备在仿真实验中的事件决定。
    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述力反馈设备在仿
    真实验中的事件包括以下中的至少一项:主作用方的启动、关闭事件以及
    主作用方与从作用方的碰撞接触事件,所述碰撞接触事件包含三种状态:
    主作用方关闭,无振动反??;主作用方启动,与从作用方无碰撞,有振动
    反??;主作用方启动,与从作用方有碰撞,有振动反馈。
    10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S4中,在
    力反馈设备触力觉反馈控制的一个控制周期内,将步骤S1得到的补偿力/
    力矩Fc、步骤S2得到的主作用方与虚拟环境的交互力FVE和步骤S3得到
    的振动反馈力Fv相加作为力反馈设备控制器的输出。

    关 键 词:
    一种 阻抗 基于 事件 触觉 反馈 控制 方法
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