摘要:由于机械臂关节具备柔性特性,接触力情况复杂多变,且系统存在非线性阻抗因素,传统的单一力信号跟踪控制方式过于僵化,难以适应复杂多变的接触力环境,导致控制效果不佳。为此,设计柔性关节机械臂接触力阻抗控制系统。设计机械臂伺服控制器时,采用动态阻抗参数和接触力位置控制策略,结合非线性阻抗模型和双环控制架构,实现柔顺交互。末端关节轨迹生成器通过直线型规划程序封装为Simulink模块满足柔顺性和动力学优化,确保精准控制。基于磁感应的力矩传感器实时测量末端力/力矩,支持精细操作。利用拉格朗日方程分解接触力并补偿柔性变形,分析应力分布和阻抗影响,动态调节参数。引入粒子群优化算法优化力控性能,平衡接触力与位置。通过跟踪力信号、抑制扰动内环和修正力强度外环的双环阻抗控制,缓冲外力冲击,保证轨迹精度,最终实现高精度力/位置跟踪控制。实验结果表明,应用上述系统可以较好平衡X轴、Y轴方向上关节受力点的位置误差,从而避免机械臂接触力载荷出现明显波动的数值变化情况,控制效果较好。