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作者：井荣枝;王延堂;陈小乐;徐峰;
单位：郑州西亚斯学院;河南省地质局矿产资源勘查中心;河南工业大学;
摘要：多关节机械臂的运动具有惯性和延迟特性，由于机械臂的质量分布和关节间的连接方式等因素，导致当控制信号发生快速变化时，机械臂需要一定的时间来响应并改变自身的状态。这种延迟导致机械臂在控制过程中出现过度振荡现象，从而严重影响机械臂的控制精度。为满足该类型机械臂良好的动态响应能力，以空间约束为前提条件，设计一种新的柔顺控制方法。根据多关节机械臂的驱动机构结构，计算机械臂末端与物体间直线距离。将其作为末端位置的限制参量，建立闭环向量约束方程。基于最小能量法设计全局搜索策略，对机械臂运动轨迹实现约束。基于此，结合比例-积分-微分控制技术（Proportional-Integral-Differential,PID）与递推最小二乘法，设计臂架末端的柔顺控制方法。在模拟场景与真实场景中分别完成研究方法的性能测试。测试结果显示，该方法控制下的末端移动轨迹更佳，回形和环形轨道上的平均误差仅有0.954mm、1.036mm，多关节机械臂架的真实应用场景下，研究方法控制下机械臂末端安装的螺栓轴线与栓孔轴线间的水平偏差仅有0.23mm，控制精准度能够保证高精度操作任务的准确完成。
关键词：多关节机械臂;;臂架末端;;工作空间约束;;递推最小二乘法;;柔顺控制
基金资助：2021年度河南省科技计划项目（科技攻关）—物联网环境下新郑红枣质量安全追溯系统的关键技术研究（212102210404）;; 河南省2020年民办普通高等学校学科专业建设资助项目（教办政法[2020]162号,计算机科学与技术专业）
