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夹持器是机器人在抓取物体时的末端执行器,在社会的各个领域都有广泛的应用,夹持器系统涉及传感器信号融合、处理、机构设计、计算机控制等多学科知识。而夹持力作为机器人与被抓物体间的接触力是机器人能否安全可靠抓取物体的一个重要指标,如何快速有效地控制夹持力一直是当今世界研究的热点。夹持力控制需要解决两个重要问题,一是夹持力的检测问题,力检测的快速准确与否直接关系到系统夹持物体的效果;二是控制算法的问题,直接关系到系统夹持物体的性能,如何快速、稳定的控制抓取力也一直夹持器力控制研究难点。针对上述问题,本文搭建了用于力控制的夹持器系统,完成了如下工作:①针对夹持器系统力检测环节存在的强干扰问题,提出了一种基于DSP的混合滤波力信号检测处理方法。以多片半导体应变片作为敏感元件构成检测电桥,采用3阶有源切比雪夫硬件滤波,通过DSP进行采样检测,构成硬件信号采样处理电路,并在软件上采用限幅消抖滤波和低通巴特沃斯滤相结合的方法,对系统进行混合滤波处理。将所提出方法应用于实际系统,验证了方法的有效性。②建立了带饱和非线性环节夹持力闭环控制系统的分段状态空间模型。分析了基于力反馈的夹持器系统的各个子系统,建立了包括位力转换子系统、检测子系统、电机及驱动子系统、控制子系统在内的各子系统数学模型。进而得到了带饱和非线性环节的整个闭环系统的分段状态空间模型。利用系统实际响应,通过最小二乘法和遗传算法得到了该非线性模型的模型参数。将实际系统、基于二阶线性简化模型的仿真系统与基于本文所提出模型的仿真系统的响应进行比较,证实了所提出模型及其参数整定方法的有效性。③设计了基于仿人智能夹持力控制器。利用得到的夹持力控制系统模型和遗传算法整定了控制器参数,通过算法仿真与实际效果对比,验证了所提出的控制方法的有效性。