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作者：凌政;杨威威;曾庆军;戴晓强;杨宗璞;张宁;
单位：江苏科技大学自动化学院;
摘要：软体手抓取安全性和适应性强，在工业柔性抓取、人机交互等领域有广泛的应用前景，针对软体手因非线性与强耦合性造成的力控制精准度低、误差大等难题，提出一种自适应滑模变刚度导纳（ASM-VSA）力控制算法，并研制软体手实验装备验证。首先，分析并建立基于Neo-Hookean材料模型、力矩平衡与欧拉—伯努利梁理论的软体手力-位置模型；然后，提出一种ASM-VSA力控制算法，该算法主要包括自适应滑模增益、动态刚度调节、卡尔曼滤波，引入期望力模糊调整策略，能自适应环境匹配期望力；最后，研制一款新颖的气动双螺旋纤维增强软体手及其控制系统，该软体手包括形变腔室、底层应变限制层、外围纤维增强层。通过Matlab仿真实验得ASM-VSA相比自适应滑模均方误差降低22%，最大误差降低43%。实物实验结果表明在抓取柔性物体时，能自适应调整期望力，均方误差为0.004 8、均绝对误差为0.040 2，实现柔顺抓取。该算法具有良好的力控制性能，能有效提升双螺旋纤维增强软体手抓取的平顺性与精准度。
关键词：双螺旋纤维增强软体手;自适应滑模;变刚度导纳;模糊控制
基金资助：国家自然科学基金资助项目（11574120）; 江苏省产业前瞻与共性技术项目（BE2018103）
