模糊控制技术在机械手软抓取中的应用

— —
输 入
＿ ＇
＿ 亘豇匡） ［ ＿
＠
＾
互
一
血
厘翘
盂 匿皿 Ｄ ， ｌ ］
１
四、 模糊 控 制 器 设 计
１ 选择 描 述 输 人 和输 出 变 量 的词集
＋
模 糊 控 制器
本 文 中 ， 糊控 制 要 消 除 被 控 对象 的滑 动 ， 取 输 模 选
匿显 ０ 疆 一 西 珂丑 一 一 圈
智 能控 制 技 术 ・ ９ ２
维普资讯
二 、 取 策 略 抓
为 实现 液压 机 械 手对 不 同 物 体 的无 损 伤 抓 取 即 软
量） 变换 为实 际 用 于 控 制 的 清 晰 量 。模 糊 控 制 算 法 的
过程 是 这 样 的 ： 过 采样 ， 到 误 差信 号 ￡。 一般 选 误 经 得
抓 取 ， 文提 出 的策 略 是 以模 糊 控 制 为 核 心 ， 拟 人 的 本 模
种 重 要 而 又有 效 的方 法 ：本 文 提 出 了 基 于模 糊 控 制
原理 的软 抓 取控 制策 略 、 并在 此 基础 上 ， 计 了一 种 可 设 调 整 比例 因 子 控 制器 ， 一 步加 强 了 控制 的智 能 化 进
清 晰化 的作 用 是 将 模 糊 推 理 得 到 的 控 制 量 （ 糊 模
样 循 环 下去 ， 实现 了被 控对 象 的 模糊 控 制 。 就
三 、 糊 控 制 基 本 原 理 模
模 糊 控制 的基 本 原 理 可 由 图 １表 示 ． 的 核 心 部 它
分 为模 糊 控 制 器 （ 中虚 线 框 中 的部 分 所 示 ） 图 ：模 糊 控 制 器 主 要 由 以下 ４部分 组 成 ：
入 变量 为 滑 动程 度 信号 以及 夹 持 力 ，， 出变 量 为 控 输
制 量 ， 因此 它 是一 个 二 维 模 糊 控 制 器 。从 理 论上 讲 ，
圈 １ 模 糊 控制 原理 框 图
（ ）模 糊 化 １
模 糊 控制 器 的维 数 越 高 ， 制 越精 细 。但 是 维 数 过 高 ， 控
维普资讯
模 糊 控 制 技 术 在 机 械 手 软 抓 取 中 的 应 用
河 南 思 达 高 科 技 股 份 有 限 公 司 （５ ０ １ 尚 振 东 ４ ００ ）
【 要 】 本 文 介绍 了一种 基 于模 糊控 制原 理 的机 械 手软抓 取控 制 幕略 ， 计 了比倒 固子 可调 整模 糊 控制 嚣 ， 摘 设 井进
利完 成 软 抓 取任 务 。模 糊控 制 是 目前 实 现 智 能 控 制 的
一
控 制 目标 ：他 通 常 由 数据 库 和 模 糊 控 制 规 则 库 两部 分
组成 。
（ ）模 糊 推 理 ３ 模糊 推 理 是模 糊 控 制 器 的 核 心 、 具 有 模 拟 人 的 他 基 于 模糊 概 念 的推 理 能力 该 推 理 过 程 是 基 于 模 糊 逻 辑 中的 蕴含 关 系及 推 理规 则来 进 行 的 ＝ （ ）清晰 化 ４
多 次 重 复 上述 过 程 ． 到 抓 牢 物 体 为止 。 直
式 中 ：一合 成 运 算 符 ０ 为 了对 被控 对 象 施 加 精 确 的控 制 ， 需 要 将 模 糊 还 量 转 换 为精 确 量 ， 一 步 骤 在 图 １中 称 为 清 晰化 处 这 理 。得 到精 确 的数 字 控 制 量 后 ， 数 模 转 换 变 为 精 确 经 的模 拟 量送 给执 行 机构 ， 被 控 对 象 进 行 第 一 步控 制 。 对 然后 ， 断等 待 第二 次 采 样 ， 行 第 二 步 控 制 …… 。这 中 进
模 糊 控制 规 则 变 得 过 于 复 杂 ， 制 算 法 的 实 现 相 当 困 控
难。
－
这 部 分 的作 用 是 将 输 人 的精 确 量 转 换 成 模 糊 化 量 。其 中 输人 量 包 括 外 界 的参 考 输 人 ， 统 的输 出 和 系
《 气 自＠ｑ ２ ０ 电 ｔ｝ ０ ２年 第 ３期
行 了 实 驻 研 究
【 键词 】 机械 手 关
模糊控制
液压
软 抓取
状态等 。
一、引言 来自（ ２）知 识 库 机 械手 作 业 的 智 能 陛， 近 年 来 广 大 科 研 人 员 研 是
知 识 库 中包 含 了 具体 应 用 领 域 中的 知 识 和 要求 的
究 的重 点 内 容 ＝控 制 策 略在 机 械 手 实 现 软 抓 取 作 业 中 起 着 非 常关 键 的作用 ， 的作 用 相 当 于人 脑 的作 用 ， 它 它 的控 制 决 策方 式 是 否 合 理 、 接 决 定 了 机 械 手 能 否 顺 直
大脑 思 维 方 式 ， 滑 觉 传 感 器 和 力 传 感 器 模 拟 人 的 感 以
差信 号 Ｅ 作 为模 糊 控 制 器 的一 个 输 人量 ：把 误 差信 号 ￡ 的精 确 量 进行 模 糊 量 化 ， 差 ￡ 的模 糊 量 可 用 相 应 误
的模 糊 语 言 表示 。至 此 ， 到 了误 差 ￡ 的模 糊 语 言 集 得 合 的一 个 子 集 （ ｅ实 际上 是 一 个 模 糊 向 量 ） ＝再 由 ｅ 和 模糊 控 制 规 则 尺（ 糊 关 系 ） 据推 理 的 合 成 规 则进 模 根 行 模糊 决 策 ， 到 模糊 控 制量 “（ 糊 量 ） 得 模 为
“ ＝ ｅＲ ｏ （） １
觉器 官 ， 集信 号 ， 调配 合 来 完 成 软抓 取 作业 。具 体 采 协
说， 当力 传 感 器 测 出 已 夹 到 物 体 后 ， 械 手 上 提 物 体 机
（ 位 移 ） 同 时 由滑 觉 传 感 器 和 力 传 感 器 测 试 被 抓 物 小 ， 体 的滑动 程 度 和 夹 持 力 ， 制 器 根 据 上 述 信 息 进 行 模 控 糊决 策 、 定 机 械 手 爪 的 进 给 量 ． 后 再 一 次 上 提 ， 决 然 …