助力機械手的控制方式，主要包括助力機械手跟隨系統和升降系統的速度控制方式和位置控制方式。對測量運動趨勢的傳感器模型的建立和驅動系統數學模型的建立，是進行助力機械手控制系統仿真模型建立的前提。本文根據助力機械手控制算法對傳感器和系統驅動機構進行數學模型和仿真模型的建立，設計系統的控制器和對助力機械手的控制模型進行位置控制仿真分析。

   助力(li)(li)機(ji)(ji)械手(shou)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)原(yuan)理是將操作人員(yuan)搬運(yun)(yun)物(wu)料(liao)(liao)(liao)時(shi)物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)信號(hao)(hao)(hao)(hao)作為輸入(ru)(ru)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)信號(hao)(hao)(hao)(hao)，該方(fang)(fang)向(xiang)上(shang)的(de)(de)助力(li)(li)機(ji)(ji)械手(shou)機(ji)(ji)構的(de)(de)運(yun)(yun)動位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)信號(hao)(hao)(hao)(hao)為反饋(kui)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)信號(hao)(hao)(hao)(hao)，通過(guo)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)器和速度控(kong)(kong)(kong)制(zhi)器對(dui)電(dian)機(ji)(ji)模型的(de)(de)輸入(ru)(ru)電(dian)壓進(jin)行(xing)(xing)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，實現對(dui)助力(li)(li)機(ji)(ji)械手(shou)在該方(fang)(fang)向(xiang)上(shang)的(de)(de)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)。物(wu)料(liao)(liao)(liao)運(yun)(yun)動時(shi)，跟(gen)隨小車會隨著其(qi)運(yun)(yun)動。角度傳(chuan)感器安裝(zhuang)在跟(gen)隨小車上(shang)，所以其(qi)采集是物(wu)料(liao)(liao)(liao)與跟(gen)隨小車的(de)(de)相對(dui)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)，即位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)增量。物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)實際位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)可看作物(wu)料(liao)(liao)(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)增量信號(hao)(hao)(hao)(hao)與前一(yi)時(shi)刻(ke)驅動機(ji)(ji)構位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)信號(hao)(hao)(hao)(hao)之和。跟(gen)隨系統(tong)和升(sheng)降系統(tong)的(de)(de)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)信號(hao)(hao)(hao)(hao)輸入(ru)(ru)采集分別通過(guo)角度傳(chuan)感器和升(sheng)降傳(chuan)感器，其(qi)位(wei)(wei)(wei)(wei)置(zhi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)輸入(ru)(ru)信號(hao)(hao)(hao)(hao)采集方(fang)(fang)法不同，下(xia)面對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)(xing)分別說(shuo)明。

   跟隨系統(tong)兩(liang)個方向采集方法相同，以X方向說明。即：

   當助力機械手的(de)(de)水平方(fang)向(xiang)運動趨勢運動趨勢作用于物料(liao)時，鋼絲繩會在它的(de)(de)沿繩方(fang)向(xiang)和(he)豎直(zhi)方(fang)向(xiang)產生夾角。豎直(zhi)方(fang)向(xiang)上的(de)(de)運動趨勢使升降傳感器的(de)(de)電(dian)位計(ji)的(de)(de)電(dian)壓值v發生變化。

   驅(qu)動(dong)力作(zuo)為(wei)(wei)助力機(ji)械手動(dong)力學(xue)模型的輸入。在驅(qu)動(dong)力作(zuo)用下(xia)，助力機(ji)械手動(dong)力學(xue)模型的五個(ge)廣義加速度值將發生變(bian)化。將跟隨(sui)小車在X方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)、Y方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)上運動(dong)速度和升(sheng)降系(xi)統的繩(sheng)長(chang)變(bian)化率作(zuo)為(wei)(wei)速度環(huan)控制(zhi)的反饋速度信號(hao)。跟隨(sui)小車在在X方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)、Y方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)上運動(dong)位置(zhi)和升(sheng)降系(xi)統使物料在Z方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)上的運動(dong)位置(zhi)作(zuo)為(wei)(wei)位置(zhi)環(huan)控制(zhi)的反饋位置(zhi)信號(hao)。
       利(li)用(yong)Matlab/Simulink工具包進行系(xi)統的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)仿真(zhen)(zhen)模型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)建立。控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統仿真(zhen)(zhen)模型(xing)(xing)在位(wei)(wei)置控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)仿真(zhen)(zhen)模型(xing)(xing)中，助力(li)(li)機(ji)(ji)械手的(de)(de)(de)(de)動(dong)力(li)(li)學(xue)仿真(zhen)(zhen)模型(xing)(xing)與速(su)度控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模型(xing)(xing)中的(de)(de)(de)(de)動(dong)力(li)(li)學(xue)仿真(zhen)(zhen)模型(xing)(xing)一樣，通(tong)過對控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器參數的(de)(de)(de)(de)調整，助力(li)(li)機(ji)(ji)械手的(de)(de)(de)(de)X方向，Y方向和Z方向的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置-速(su)度雙(shuang)閉(bi)環控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)能夠實(shi)現響應(ying)較快，超調與穩態誤(wu)差更小。雙(shuang)閉(bi)環的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方式適(shi)用(yong)于助力(li)(li)機(ji)(ji)械手的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統。