助力机械手跟随系统仿真实验的目的

   助力机械手是一种新兴的科技产物，对于工业生产企业有着很大的辅助作用，可以帮助操作工人进行物料搬运和零件装配等工作。它由三组转动关节和一组移动提升关节组合而成。转动关节主要用来体现物料在水平面内的具体位置和情况。提升关节主要用来承载物料的重量和对物料升降功能的控制。为了保证助力机械手适用于人机合作的场合，在其前两个关节上安装了带有被动约束特质的关节机构，使机械手可以随时受到人工的控制。

   另外，提升系统可通过带有反向自锁功能的蜗轮杆减速器及滚筒两种部件，实现重物的升降功能。当操作人员提升重物时，机械手可以辅助人工施加较小的操作力，并随着操作力的变化，重物的升降位置和速度也会随着增大或减小。同时，它的提升系统的手柄上还安装了力传感器，可以自动测量提升操作力，使机械手更加灵便、敏捷，完全符合生产工人的需求。

   在助力机械手的控制参数优化实验中，得到的各个控制控制参数为实验的控制器控制参数调节提供参考。助力机械手的速度实验是将物料的运动速度作为控制系统输入速度，执行机构的速度作为反馈速度的控制实验。输入速度由角度传感器和升降传感器的测量值转换而来。助力机械手的速度实验包括：跟随系统速度控制实验与升降系统速度控制实验。

   助力机械手跟随系统的速度实验的目的是：快速稳定的实现操作人员对物料在水平XY方向的移动。观察X方向和Y方向同时运动时，跟随系统的响应情况。

   助力机械手跟随系统的速度控制环的输入速度，是由角度传感器上的增量式编码器的脉冲数经过计算与转换而来。

   助力机械手角度传感器采集将水平面XY方向上的运动趋势，以脉冲数的形式通过接口板将信号传送给上位机；上位机将采集得到的脉冲数转换为控制系统的输入速度；控制器产生的控制信号通过串口以信号的形式传送给下位机；下位机将信号转换为驱动电压传输给驱动电机；电机驱动跟随小车运动，与电机同轴连接的编码器将测量得到的脉冲数通过平台的接口板反馈至上位机；上位机内将编码器采集的脉冲数，进转化得到驱动机构的运动速度，其作为速度控制环的反馈速度。其中，选择X方向速度控制器参数为和Y方向速度控制器参数。

   助力机械手跟随系统速度控制实验的输入信号，由角度传感器采集而来。输入信号不是规律性的数据，具有一定的随机性，实验时波动比较大。输入信号本身存在一定的波动性，会造成跟随小车的运动也具有一定的波动性。反馈信号的干扰信号为低频信号，并未对控制实验造成过大的影响。经过滤波处理将难以保证操作者运动时的连续性和快速性，所以不对跟随系统的信号进行滤波处理。