六维腕力传感器非线性正解耦方法设计.pdfVIP

2014年 第33卷 第6期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 107 六维腕力传感器非线性正解耦方法设计 陈 峰，徐一鸣，钟永彦，林 纯 (南通大学 电气工程学院，江苏 南通226019) 摘 要：多维力传感器利用其多个转换单元完成测量加载于其结构上未知负载的作用效果，解耦是其设 计的重要组成部分。针对传统静态线性解耦方法的不足，试图将传统线性解耦方程扩展为多项式结构 ，受 其多元高次方式通解形式的启发，构造了一种多项式非线性静态正解耦方程 ，该方法无需传统线性解耦方 法中的曲线拟合、逆解 ，不依赖以系统是线性为前提，且方程可以扩展成任意结构的多项式。实验结果表 明：该方法能降低输出耦合误差。 关键词：六维力传感器；耦合误差；线性解耦 ；非线性正解耦 中图分类号：TP212．9 文献标识码：A 文章编号：1000--9787(2014)06--0107--04 Design 0fnonlineardirectlydecouplingmethod [^or SI●X-axi●swri■st-1n0rce Sensor CHEN Feng，XU Yi—ming，ZHONG Yong—yan，LIN Chun (SchoolofElectricalEngineering，NantongUniversity，Nantong226019，China) Abstract：A multi—axisforce sensor is adevicein which several simpletransducersmeasurethe effectsoi unknownloadsonthemechanicalstructure，decouplingisanimportantpart foritsdesign．Aimingatshortcomings oftraditionalstatic lineardecouplingmethod，attemptto extend thetraditionallineardecoupling equation to polynomialstructure，inspired bythegeneralform oftheinversesolutiontopolynomial，anonlinearpolynomial staticdirectlydecouplingequationisestablished，themethod doesnotneed curvefittingandinversesolution in traditional lineardecouplingmethod，anddoesnotdependonthepreconditionthattherelationshipbetweeninput andoutputisassumedtobelinearbehavior，and itcanbeexpandedeasilytoproduceanypolynomial type required．Theexperimentalresuhsshowthatthemethodcanreducesignificantlyoutputcouplingerror． Keywords：six—xaisforcesensor；couplingerror；lineardecoupling；nonlineardirectlydecoupling 0 引 言 提高输出精确度，避免因耦合误差而引起系统误动作。利 多维力传感器是智能机器人重要组成部分，已广泛应 用最小二乘法所构建的静态线性解耦方法常应用于工程解 用于机器人和遥控操作领域，获取力的变化方向和强度大 耦中