(湖北大學(xué) 圖書(shū)館，武漢 430062)

0 引言

現(xiàn)階段針對(duì)機(jī)器人機(jī)械臂滑膜控制的研究主要建立在空間微重力環(huán)境的基礎(chǔ)上，忽略了機(jī)械臂在空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的跨尺度變化，進(jìn)而使得機(jī)械臂不能始終保持良好的在軌服務(wù)，增加了滑?？刂频膶?shí)現(xiàn)難度。文獻(xiàn)掃描機(jī)器人最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代初期，這種處理型機(jī)器人在空間機(jī)器人的基礎(chǔ)上，通過(guò)加設(shè)多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜組織的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)文字、圖片等信息數(shù)據(jù)的分類(lèi)操作[1]。但在這種機(jī)器人保持在軌服役狀態(tài)時(shí)，地面重力、空間微重力等因素都有可能導(dǎo)致機(jī)械臂滑膜組織出現(xiàn)嚴(yán)重的執(zhí)行偏差，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)作執(zhí)行耗時(shí)增加，造成驅(qū)使電力資源的過(guò)度浪費(fèi)。

為避免上述情況的發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)手段借助切換補(bǔ)償器削弱機(jī)械臂滑膜組織的抖振幅度，并通過(guò)權(quán)值自適應(yīng)在線建模的方式，對(duì)文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜組織進(jìn)行定向控制。但隨著科學(xué)技術(shù)手段的進(jìn)步，這種方法的控制效果始終不能有效迎合基本的反步自適應(yīng)工作環(huán)境。為解決上述問(wèn)題，利用全局PID滑膜控制器等設(shè)備對(duì)系統(tǒng)的硬件運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，并通過(guò)界定機(jī)械臂滑膜動(dòng)態(tài)品質(zhì)的方式，建立一種新型的文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)。

1 文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

新型機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)的硬件運(yùn)行環(huán)節(jié)包含關(guān)鍵控制電路、全局PID滑膜控制器、多關(guān)節(jié)滑膜控制器三個(gè)主要結(jié)構(gòu)，其具體搭建方法如下。

1.1 關(guān)鍵控制電路設(shè)計(jì)

新型系統(tǒng)的關(guān)鍵控制電路包含張力采集子電路、控制器采集子電路兩個(gè)組成部分。張力采集子電路以STM32單片機(jī)作為實(shí)驗(yàn)核心搭建設(shè)備，當(dāng)相關(guān)硬件執(zhí)行設(shè)備開(kāi)始定向運(yùn)行后，STM32單片機(jī)可以過(guò)濾與文獻(xiàn)掃描機(jī)器人相關(guān)的滑膜差分信號(hào)，并對(duì)主要的輸出信號(hào)進(jìn)行放大處理，再利用LM324運(yùn)放芯片將待傳輸?shù)牟罘中盘?hào)轉(zhuǎn)化為單端信號(hào)。在張力采集子電路中，STM32單片機(jī)的額定供應(yīng)電壓范圍為±1.5 V-±15 V，LM324運(yùn)放芯片的額定供應(yīng)電壓范圍為0～3.3 V，且整個(gè)子電路中的所有消耗電阻均為非負(fù)狀態(tài)[2-3]?？刂破鞑杉与娐芬訟D8476時(shí)鐘芯片作為核心搭建設(shè)備，可以截取由張力采集子電路傳輸出的單端信號(hào)，并將其在此轉(zhuǎn)化為滑膜差分信號(hào)，與初始滑膜差分信號(hào)相比，再次轉(zhuǎn)化后信號(hào)自身的SSI通信方式由隔點(diǎn)讀取變?yōu)榱藢?shí)時(shí)讀取，且更加滿(mǎn)足了機(jī)械臂全局PID滑膜控制器的引用需求。完整的關(guān)鍵控制電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 關(guān)鍵控制電路結(jié)構(gòu)圖

1.2 機(jī)械臂全局PID滑膜控制器設(shè)計(jì)

機(jī)械臂全局PID滑膜控制器保持交叉垂直的傳動(dòng)方式，可以通過(guò)大錐齒輪帶動(dòng)傳動(dòng)繩索上的小錐齒輪，再通過(guò)不斷預(yù)緊纏繞鋼絲索，達(dá)到控制文獻(xiàn)掃描機(jī)器人運(yùn)動(dòng)幅度的目的。為避免多關(guān)節(jié)機(jī)械臂出現(xiàn)嚴(yán)重的抖振現(xiàn)象，PID滑膜控制器具備高階調(diào)制、低階調(diào)制兩種關(guān)聯(lián)形式。當(dāng)關(guān)鍵控制電路向機(jī)械臂輸送的電子為直流穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，PID滑膜控制器開(kāi)啟低階調(diào)制模式，在核心處理計(jì)算機(jī)完成所有文獻(xiàn)掃描工作后，機(jī)器人機(jī)械臂不能快速恢復(fù)初始狀態(tài)，首先在空間環(huán)境中做小幅度圓周回撤運(yùn)動(dòng)，在保證剩余直流穩(wěn)定電子完全消耗后，機(jī)器人機(jī)械臂正好恢復(fù)至初始狀態(tài)，且所有掃描的文獻(xiàn)信息也完全傳輸至各級(jí)執(zhí)行單元[4-5]。當(dāng)關(guān)鍵控制電路向機(jī)械臂輸送的電子為交流變頻狀態(tài)時(shí)，PID滑膜控制器開(kāi)啟高階調(diào)制模式，核心處理計(jì)算機(jī)依然保持原有的文獻(xiàn)掃描速率，但機(jī)器人機(jī)械臂在完成每次掃描操作后，必須快速恢復(fù)成初始狀態(tài)，省去了圓周運(yùn)動(dòng)階段，以避免因交流電子混亂而出現(xiàn)嚴(yán)重的紊亂控制現(xiàn)象。具體機(jī)械臂全局PID滑膜控制器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 機(jī)械臂全局PID滑膜控制器結(jié)構(gòu)圖

低階調(diào)制、高階調(diào)制是兩種同時(shí)存在的滑膜控制器調(diào)節(jié)方式，當(dāng)關(guān)鍵控制電路向機(jī)械臂輸送的電子中既包含交流變頻狀態(tài)也包含直流穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，這兩種調(diào)節(jié)方式看同時(shí)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)始終具備良好的控制效果。為保證文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜組織不出現(xiàn)卡頓或明顯停滯情況，機(jī)械臂全局PID滑膜控制器還具備一定的調(diào)節(jié)運(yùn)行能力，一方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵控制電路傳輸電子屬性的有效區(qū)分，另一方面也達(dá)到了統(tǒng)一系統(tǒng)控制形態(tài)的目的。

1.3 機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑膜控制器具備良好的泛化調(diào)節(jié)能力，可以在承接關(guān)鍵控制電路輸出電子的同時(shí)，根據(jù)全局PID滑膜控制器的執(zhí)行狀態(tài)，切換掃描數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的運(yùn)行方向，并最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂無(wú)卡頓傳動(dòng)的目的。當(dāng)關(guān)鍵控制電路保持良性電子供應(yīng)狀態(tài)時(shí)，全局PID滑膜控制器會(huì)通過(guò)分辨電子結(jié)構(gòu)的方式，選擇適宜的調(diào)制狀態(tài)，并適當(dāng)消耗或抑制系統(tǒng)中的流通電子[6]。從功能性角度來(lái)看，機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑膜控制器是全局PID滑膜控制器的下屬執(zhí)行結(jié)構(gòu)，可利用主控裝置自身攜帶的捕捉串口，過(guò)濾核心計(jì)算機(jī)在文獻(xiàn)掃描操作中出現(xiàn)的無(wú)效文件信息，再經(jīng)由固定輸出通道，將這些信息以冗余字符的形式傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此達(dá)到擴(kuò)充控制系統(tǒng)存儲(chǔ)容量的目的。當(dāng)機(jī)械臂保持平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，多關(guān)節(jié)滑膜控制器始終保持連接狀態(tài)，并將系統(tǒng)中不能及時(shí)消化的文獻(xiàn)掃描信息進(jìn)行匯總整理，并利用輸入信道將其分配至各級(jí)運(yùn)行結(jié)構(gòu)，起到承上啟下的物理執(zhí)行功能。圖3反應(yīng)了機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑膜控制器的完整結(jié)構(gòu)。

圖3 機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑?？刂破鹘Y(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)中最大的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組織，具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)吸收能力。在感知到輸出信道中包含文獻(xiàn)掃描信息時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)首先將自身存儲(chǔ)單元分隔成多個(gè)小型包含結(jié)構(gòu)，再對(duì)每個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)定合理的存儲(chǔ)門(mén)限值。當(dāng)文獻(xiàn)掃描信息進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)后，所有包含結(jié)構(gòu)均有閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)化成開(kāi)啟狀態(tài)，在保持?jǐn)?shù)據(jù)自身排列結(jié)構(gòu)完整的前提下，判斷這些數(shù)據(jù)中可供滑膜控制操作使用有效信息的確切含量[7]。當(dāng)有效信息總量滿(mǎn)足核心計(jì)算機(jī)的應(yīng)用需求時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)行使存儲(chǔ)功能，否則再進(jìn)行上述吸收操作。整合上述所有搭建步驟，完成文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)的硬件運(yùn)行環(huán)境搭建。

2 文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)硬件運(yùn)行環(huán)境的基礎(chǔ)上，按照控制傳感器標(biāo)定、動(dòng)態(tài)滑膜方程建立、滑膜品質(zhì)界定的操作流程，實(shí)現(xiàn)新型系統(tǒng)的軟件運(yùn)行環(huán)境搭建，兩相結(jié)合完成文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1 機(jī)器人控制傳感器標(biāo)定

系統(tǒng)核心計(jì)算機(jī)借助輸出信道將文獻(xiàn)掃描數(shù)據(jù)傳輸至SSI單片機(jī)，在根據(jù)示波器中顯示的機(jī)械臂滑膜組織的消耗時(shí)鐘信號(hào)，校驗(yàn)掃描傳感器中的剛性連接條件。當(dāng)多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的編碼節(jié)點(diǎn)保持簇?fù)矸植紩r(shí)，機(jī)器人控制傳感器中會(huì)出現(xiàn)一段連續(xù)的編程代碼，為了保證剛性連接條件不受到文獻(xiàn)掃描數(shù)據(jù)總量變化的影響，機(jī)器人控制傳感器會(huì)按照一定的物理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)代碼進(jìn)行截取處理，再根據(jù)滑膜組織的連接條件建立全新的代碼鏈，這整個(gè)操作過(guò)程即為機(jī)器人控制傳感器的標(biāo)定處理[8]。因SSI單片機(jī)可存儲(chǔ)大量的文獻(xiàn)掃描數(shù)據(jù)，且不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的原本連接形式造成任何影響，機(jī)器人控制傳感器標(biāo)定操作只需限定機(jī)械臂滑膜組織消耗時(shí)鐘信號(hào)的波動(dòng)周期，并在其中挑選出峰、谷值均完整的一整個(gè)波長(zhǎng)，作為主要標(biāo)定依據(jù)。具體機(jī)器人控制傳感器標(biāo)定操作流程如圖4所示。

圖4 機(jī)器人控制傳感器標(biāo)定流程圖

2.2 等效控制及動(dòng)態(tài)滑膜方程建立

等效控制及動(dòng)態(tài)滑膜方程是機(jī)械臂滑膜動(dòng)態(tài)品質(zhì)界定的標(biāo)準(zhǔn)條件，在全局PID滑膜控制器、機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑膜控制器保持良好輸出能力的情況下，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)不斷提升自身的文獻(xiàn)掃描信息吸取能力，直至達(dá)到設(shè)備的物理存儲(chǔ)上限y[9-10]。受到機(jī)器人控制傳感器標(biāo)定處理結(jié)果的影響，多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜組織在執(zhí)行控制程序時(shí)，會(huì)自發(fā)的保持兼性挑選狀態(tài)，即在滑膜組織可控性較強(qiáng)的情況下，機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)連貫性較強(qiáng)；在滑膜組織可控性較弱的情況下，機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)連貫性較弱。設(shè)u代表多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜組織的執(zhí)行可控性系數(shù)，i↑、i↓分別代表強(qiáng)連貫性運(yùn)動(dòng)參數(shù)、弱連貫性運(yùn)動(dòng)參數(shù)，利用u可將i↑、i↓表示為：

(1)

其中：w、q分別代表機(jī)械臂滑膜組織執(zhí)行可控積分的上、下限數(shù)值，Cr代表機(jī)械臂能承受的文獻(xiàn)掃描量，r代表滑膜組織的基本控制向量，p代表強(qiáng)連貫性滑膜運(yùn)動(dòng)的控制條件，t代表基本關(guān)聯(lián)冪次項(xiàng)系數(shù)，λ代表弱連貫性滑膜運(yùn)動(dòng)的控制條件。聯(lián)立數(shù)據(jù)庫(kù)物理存儲(chǔ)上限y可將文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的等效控制及動(dòng)態(tài)滑膜方程表示為：

(2)

式中，k代表等效控制系數(shù)，f(s)代表與滑膜組織動(dòng)態(tài)條件相關(guān)的定義函數(shù)，s代表滑膜組織的某定點(diǎn)控制參量。

2.3 機(jī)械臂滑膜的動(dòng)態(tài)品質(zhì)界定

機(jī)械臂滑膜的動(dòng)態(tài)品質(zhì)直接決定新型控制系統(tǒng)的主觀應(yīng)用價(jià)值，是整個(gè)系統(tǒng)搭建過(guò)程中的末尾環(huán)節(jié)。為保證機(jī)械臂滑膜組織具備良好的文獻(xiàn)掃描能力，定義x代表機(jī)械臂的平均滑膜水平，在等效控制及動(dòng)態(tài)滑膜方程具備描述能力的前提下，平均滑膜水平x的變化范圍僅與關(guān)節(jié)傳動(dòng)系數(shù)ε、參與傳動(dòng)操作機(jī)器人關(guān)節(jié)數(shù)量n產(chǎn)生關(guān)聯(lián)影響，其具體計(jì)算方法如公式(3)所示。

x=-nsign(∠β)-bε

(3)

其中：∠β代表文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂在操作運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的最大彎曲角度，sign(∠β)代表最大彎曲角度的正弦值，b代表機(jī)械臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)周期。設(shè)v代表一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械臂滑膜品質(zhì)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)立公式(3)可將機(jī)械臂滑膜動(dòng)態(tài)品質(zhì)界定結(jié)果表示為：

(4)

式中，χ代表系統(tǒng)總控制系數(shù)的倒數(shù)，c代表平均滑膜水平的最高執(zhí)行冪次項(xiàng)系數(shù)，μ、φ分別代表滑膜控制標(biāo)準(zhǔn)中兩個(gè)不同的常項(xiàng)系數(shù)。在保持硬件執(zhí)行設(shè)備具備較強(qiáng)運(yùn)行能力的前提下，整合所有參數(shù)計(jì)算結(jié)果，完成文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為突出說(shuō)明文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)的實(shí)用性，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。以搭載PID控制器、控制傳感器等硬件設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，并在相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下模擬文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的運(yùn)行狀態(tài)，分別應(yīng)用新型系統(tǒng)、傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)模擬計(jì)算機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行控制，其中前者作為實(shí)驗(yàn)組、后者最為對(duì)照組，在不改變其它外界條件的情況下，詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化情況。

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)準(zhǔn)備

下表反應(yīng)了本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)準(zhǔn)備情況。

表1實(shí)驗(yàn)參數(shù)準(zhǔn)備表

為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的絕對(duì)公平性，實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組實(shí)驗(yàn)參數(shù)始終保持一致。

3.2 機(jī)械臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)能力對(duì)比

在控制模擬器容量為1080T的前提下，保證文獻(xiàn)掃描機(jī)器人的關(guān)節(jié)條件參量為0.66，分別記錄在60 min的實(shí)驗(yàn)時(shí)間里，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組控制系統(tǒng)后，機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)能力的變化情況，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如表2～3所示。

表2 機(jī)械臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)能力對(duì)比表(實(shí)驗(yàn)組)

分析表2可知，實(shí)驗(yàn)組機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)能力總是保持階梯狀變化趨勢(shì)，且在實(shí)驗(yàn)前期、中期階段，這種變化趨勢(shì)始終保持為上升，以15 min作為一個(gè)時(shí)間階段，每一階段內(nèi)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)能力始終保持一致。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)組機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)能力的浮動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)較為穩(wěn)定，只在20 min、35 min、50 min三個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間處，出現(xiàn)小幅度的變化，平均傳動(dòng)水平超過(guò)90%，系統(tǒng)可行性相對(duì)較高。

表3 機(jī)械臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)能力對(duì)比表(對(duì)照組)

下降分析表3可知，對(duì)照組機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)能力呈現(xiàn)下降、穩(wěn)定、下降的變化趨勢(shì)，但實(shí)驗(yàn)前期的下降幅度明細(xì)高于實(shí)驗(yàn)后期。30～45 min之間，對(duì)照組機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)能力持續(xù)出現(xiàn)15 min的穩(wěn)定狀態(tài)，可認(rèn)為該數(shù)值是實(shí)驗(yàn)組系統(tǒng)的極限數(shù)值，隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，對(duì)照組系統(tǒng)突破該數(shù)值后，依然會(huì)出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，證明對(duì)照組機(jī)械臂關(guān)節(jié)的傳動(dòng)能力存在明顯的可提升空間。綜上可知，在控制模擬器容量為1080T的條件下，應(yīng)用文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)，可使機(jī)械臂關(guān)節(jié)的平均傳動(dòng)能力水平提升19.48%。

3.3 反步自適應(yīng)參數(shù)對(duì)比

在滑膜控制系數(shù)為0.19、文件掃描條件為0.34的條件下，分別記錄在60 min的實(shí)驗(yàn)時(shí)間里，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組控制系統(tǒng)后，機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖5～6所示。

圖5反步自適應(yīng)參數(shù)對(duì)比圖(實(shí)驗(yàn)組)

為清晰表述實(shí)驗(yàn)組反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況，以30 min作為實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果人為劃分成前期、后期兩部分。圖5中上半部分代表實(shí)驗(yàn)前期實(shí)驗(yàn)組反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況，下半部分代表實(shí)驗(yàn)后期實(shí)驗(yàn)組反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況。對(duì)比實(shí)驗(yàn)前半部分實(shí)驗(yàn)組反步自適應(yīng)參數(shù)最大值1.58、1.62可知，隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間增加，反步自適應(yīng)參數(shù)不斷增大，遠(yuǎn)高于理想最大值1.23、1.19。對(duì)比實(shí)驗(yàn)后半部分實(shí)驗(yàn)組反步自適應(yīng)參數(shù)最大值1.70、1.66可知，隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間增加，反步自適應(yīng)參數(shù)不斷減小，但依然遠(yuǎn)高于理想最大值0.87、0.69。

圖6 反步自適應(yīng)參數(shù)對(duì)比圖(對(duì)照組)

為清晰表述對(duì)照組反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況，以30 min作為實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果人為劃分成前期、后期兩部分。圖6中上半部分代表實(shí)驗(yàn)前期對(duì)照組反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況，下半部分代表實(shí)驗(yàn)后期對(duì)照組反步自適應(yīng)參數(shù)的變化情況。對(duì)比實(shí)驗(yàn)前半部分對(duì)照組反步自適應(yīng)參數(shù)最大值0.89、0.87可知，隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間增加，反步自適應(yīng)參數(shù)不斷減小，與理想最大值0.70、0.72間的物理差明顯低于實(shí)驗(yàn)組。對(duì)比實(shí)驗(yàn)后半部分對(duì)照組反步自適應(yīng)參數(shù)最大值1.18、1.23可知，隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間增加，反步自適應(yīng)參數(shù)不斷增大，但與理想最大值0.61、0.58間的物理差依然明顯低于實(shí)驗(yàn)組，且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)照組反步自適應(yīng)參數(shù)始終不能超過(guò)實(shí)驗(yàn)組。綜上可知，在滑膜控制系數(shù)為0.19、文件掃描條件為0.34的條件下，應(yīng)用文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)，可使反步自適應(yīng)參數(shù)最大值提升0.47。

4 結(jié)束語(yǔ)

在STM32單片機(jī)等硬件設(shè)備的支持下，關(guān)鍵控制電路可以機(jī)械臂全局PID滑膜控制器、機(jī)器人多關(guān)節(jié)滑膜控制器等運(yùn)行單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行良性控制，且隨著機(jī)器人控制傳感器標(biāo)定結(jié)果清晰化程度的不斷增加，等效控制及動(dòng)態(tài)滑膜方程可對(duì)機(jī)械臂自身動(dòng)態(tài)品質(zhì)界定提供可應(yīng)用的物理?xiàng)l件。在控制器、傳感器等設(shè)備型號(hào)已知的前提下，對(duì)比相同實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，文獻(xiàn)掃描機(jī)器人多關(guān)節(jié)機(jī)械臂滑膜控制系統(tǒng)可在提升機(jī)器人機(jī)械臂關(guān)節(jié)傳動(dòng)性能的基礎(chǔ)上，使其保持在良好的反步自適應(yīng)工作環(huán)境中，具備較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。