Virtual musculoskeletal control model with a spindle-like fuzzy algorithm for robotic compliance

Dong Xu; Shaoguang Zhang; Hongxing Wei

首页> 外文期刊>Applied Mathematical Modelling >Virtual musculoskeletal control model with a spindle-like fuzzy algorithm for robotic compliance

【24h】

Virtual musculoskeletal control model with a spindle-like fuzzy algorithm for robotic compliance

机译：虚拟的肌肉骨骼控制模型，采用类似主轴的模糊算法来实现机器人柔顺性

获取原文

获取原文并翻译 | 示例

掌桥外文数据库（机构版） >>

开具论文收录证明 >>

文献代查 >>

页面导航

摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

Robot manipulators should comply with the environment when working with humans. However, compliance control is a difficult problem for robots and thus it was investigated in the present study. We propose a virtual musculoskeletal control model from the perspective of bionics to facilitate the compliance of the robotic manipulator. The musculoskeletal system of the human forearm is simplified as a closed-loop control system with three parts: the central nervous system, muscles, and spindle. A mathematical model is deduced and integrated with the dynamic model of the robot manipulator. The control model also comprises three parts: the first part compensates for the Coriolis force and gravity; the second part provides stiffness to regulate the deviation; and the third part imitates the feedback from the spindle to comply with the environment. A fuzzy controller is designed based on the muscle and spindle model to obtain spindle-like feedback. Our simulation results demonstrate that the spindle-like fuzzy algorithm can adapt to the environmental constraints by imitating the function of the neural muscular system. This virtual musculoskeletal methodology allows accurate path control, but it also ensures the compliance of the robotic manipulator. These characteristics are helpful for allowing robot manipulators to cooperate with humans.

机译：与人类合作时，机器人操纵器应符合环境要求。但是，顺应性控制对于机器人来说是一个难题，因此在本研究中对其进行了研究。我们从仿生学的角度提出了虚拟的肌肉骨骼控制模型，以促进机器人操纵器的顺应性。人类前臂的肌肉骨骼系统被简化为具有三个部分的闭环控制系统：中枢神经系统，肌肉和纺锤体。推导了数学模型并将其与机器人机械手的动态模型集成在一起。控制模型还包括三个部分：第一部分补偿科里奥利力和重力。第二部分提供调节偏差的刚度；第三部分模仿主轴的反馈以符合环境要求。基于肌肉和纺锤体模型设计了模糊控制器，以获得纺锤体式的反馈。我们的仿真结果表明，类似主轴的模糊算法可以通过模仿神经肌肉系统的功能来适应环境约束。这种虚拟的肌肉骨骼方法可实现精确的路径控制，但也可确保机器人操纵器的顺从性。这些特征有助于使机器人操纵器与人类协作。

著录项

来源
《Applied Mathematical Modelling》 |2015年第12期|3265-3279|共15页
作者
Dong Xu; Shaoguang Zhang; Hongxing Wei;
展开▼
作者单位

School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China;

School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China;

Mechanical Engineering and Automation Institute, Beihang University, Beijing 100191, China;

展开▼
收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Control methodology; Fuzzy algorithm; Robotic compliance; Spindle-like; Virtual musculoskeletal;

机译：控制方法;模糊算法;机器人合规性主轴状虚拟肌肉骨骼;

相似文献

外文文献
中文文献
专利

1. Fuzzy Adaptation Algorithms’ Control for Robot Manipulators with Uncertainty Modelling Errors [J] . Fan Yongqing, Xing Keyi, Jiang Xiangkui Complexity . 2018,第1期

机译：具有不确定建模误差的机器人操纵器的模糊自适应算法控制
2. Fuzzy Adaptation Algorithms' Control for Robot Manipulators with Uncertainty Modelling Errors [J] . Fan Yongqing, Xing Keyi, Jiang Xiangkui Complexity . 2018,第2期

机译：具有不确定性建模错误的机器人操纵器的模糊适应算法
3. Fusion of Modified Bat Algorithm Soft Computing and Dynamic Model Hard Computing to Online Self-Adaptive Fuzzy Control of Autonomous Mobile Robots [J] . Hsu-Chih Huang IEEE transactions on industrial informatics . 2016,第3期

机译：改进的Bat算法软计算和动态模型硬计算与自主移动机器人在线自适应模糊控制的融合
4. Nature-inspired optimization algorithms applied to fuzzy control, fuzzy modeling, mobile robots and optical character recognition [C] . Precup Radu-Emil IEEE International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics . 2014

机译：受自然启发的优化算法应用于模糊控制，模糊建模，移动机器人和光学字符识别
5. Systematic methodology of fuzzy logic modeling and control and application to robotics [D] . Emami, Mohammad Reza 1997

机译：模糊逻辑建模与控制的系统方法论及其在机器人技术中的应用
6. Nature-Inspired Optimization Algorithms for Neuro-Fuzzy Models in Real-World Control and Robotics Applications [O] . Fevrier Valdez, Oscar Castillo, Amita Jain, 2019

机译：实际控制和机器人应用中神经模糊模型的自然启发式优化算法
7. Volume 2, Issue 3, Special issue on Recent Advances in Engineering Systems (Published Papers) Articles Transmit / Received Beamforming for Frequency Diverse Array with Symmetrical frequency offsets Shaddrack Yaw Nusenu Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 1-6 (2017); View Description Detailed Analysis of Amplitude and Slope Diffraction Coefficients for knife-edge structure in S-UTD-CH Model Eray Arik, Mehmet Baris Tabakcioglu Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 7-11 (2017); View Description Applications of Case Based Organizational Memory Supported by the PAbMM Architecture Martín, María de los Ángeles, Diván, Mario José Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 12-23 (2017); View Description Low Probability of Interception Beampattern Using Frequency Diverse Array Antenna Shaddrack Yaw Nusenu Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 24-29 (2017); View Description Zero Trust Cloud Networks using Transport Access Control and High Availability Optical Bypass Switching Casimer DeCusatis, Piradon Liengtiraphan, Anthony Sager Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 30-35 (2017); View Description A Derived Metrics as a Measurement to Support Efficient Requirements Analysis and Release Management Indranil Nath Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 36-40 (2017); View Description Feedback device of temperature sensation for a myoelectric prosthetic hand Yuki Ueda, Chiharu Ishii Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 41-40 (2017); View Description Deep venous thrombus characterization: ultrasonography, elastography and scattering operator Thibaud Berthomier, Ali Mansour, Luc Bressollette, Frédéric Le Roy, Dominique Mottier Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 48-59 (2017); View Description Improving customs’ border control by creating a reference database of cargo inspection X-ray images Selina Kolokytha, Alexander Flisch, Thomas Lüthi, Mathieu Plamondon, Adrian Schwaninger, Wicher Vasser, Diana Hardmeier, Marius Costin, Caroline Vienne, Frank Sukowski, Ulf Hassler, Irène Dorion, Najib Gadi, Serge Maitrejean, Abraham Marciano, Andrea Canonica, Eric Rochat, Ger Koomen, Micha Slegt Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 60-66 (2017); View Description Aviation Navigation with Use of Polarimetric Technologies Arsen Klochan, Ali Al-Ammouri, Viktor Romanenko, Vladimir Tronko Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 67-72 (2017); View Description Optimization of Multi-standard Transmitter Architecture Using Single-Double Conversion Technique Used for Rescue Operations Riadh Essaadali, Said Aliouane, Chokri Jebali and Ammar Kouki Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 73-81 (2017); View Description Singular Integral Equations in Electromagnetic Waves Reflection Modeling A. S. Ilinskiy, T. N. Galishnikova Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 82-87 (2017); View Description Methodology for Management of Information Security in Industrial Control Systems: A Proof of Concept aligned with Enterprise Objectives. Fabian Bustamante, Walter Fuertes, Paul Diaz, Theofilos Toulqueridis Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 88-99 (2017); View Description Dependence-Based Segmentation Approach for Detecting Morpheme Boundaries Ahmed Khorsi, Abeer Alsheddi Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 100-110 (2017); View Description Paper Improving Rule Based Stemmers to Solve Some Special Cases of Arabic Language Soufiane Farrah, Hanane El Manssouri, Ziyati Elhoussaine, Mohamed Ouzzif Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 111-115 (2017); View Description Medical imbalanced data classification Sara Belarouci, Mohammed Amine Chikh Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 116-124 (2017); View Description ADOxx Modelling Method Conceptualization Environment Nesat Efendioglu, Robert Woitsch, Wilfrid Utz, Damiano Falcioni Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 125-136 (2017); View Description GPSR+Predict: An Enhancement for GPSR to Make Smart Routing Decision by Anticipating Movement of Vehicles in VANETs Zineb Squalli Houssaini, Imane Zaimi, Mohammed Oumsis, Saïd El Alaoui Ouatik Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 137-146 (2017); View Description Optimal Synthesis of Universal Space Vector Digital Algorithm for Matrix Converters Adrian Popovici, Mircea Băbăiţă, Petru Papazian Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 147-152 (2017); View Description Control design for axial flux permanent magnet synchronous motor which operates above the nominal speed Xuan Minh Tran, Nhu Hien Nguyen, Quoc Tuan Duong Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 153-159 (2017); View Description A synchronizing second order sliding mode control applied to decentralized time delayed multi−agent robotic systems: Stability Proof Marwa Fathallah, Fatma Abdelhedi, Nabil Derbel Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 160-170 (2017); View Description Fault Diagnosis and Tolerant Control Using Observer Banks Applied to Continuous Stirred Tank Reactor Martin F. Pico, Eduardo J. Adam Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 171-181 (2017); View Description Development and Validation of a Heat Pump System Model Using Artificial Neural Network Nabil Nassif, Jordan Gooden Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 182-185 (2017); View Description Assessment of the usefulness and appeal of stigma-stop by psychology students: a serious game designed to reduce the stigma of mental illness Adolfo J. Cangas, Noelia Navarro, Juan J. Ojeda, Diego Cangas, Jose A. Piedra, José Gallego Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 186-190 (2017); View Description Kinect-Based Moving Human Tracking System with Obstacle Avoidance Abdel Mehsen Ahmad, Zouhair Bazzal, Hiba Al Youssef Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 191-197 (2017); View Description A security approach based on honeypots: Protecting Online Social network from malicious profiles Fatna Elmendili, Nisrine Maqran, Younes El Bouzekri El Idrissi, Habiba Chaoui Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 198-204 (2017); View Description Pulse Generator for Ultrasonic Piezoelectric Transducer Arrays Based on a Programmable System-on-Chip (PSoC) Pedro Acevedo, Martín Fuentes, Joel Durán, Mónica Vázquez, Carlos Díaz Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 205-209 (2017); View Description Enabling Toy Vehicles Interaction With Visible Light Communication (VLC) M. A. Ilyas, M. B. Othman, S. M. Shah, Mas Fawzi Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 210-216 (2017); View Description Analysis of Fractional-Order 2xn RLC Networks by Transmission Matrices Mahmut Ün, Manolya Ün Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 217-220 (2017); View Description Fire extinguishing system in large underground garages Ivan Antonov, Rositsa Velichkova, Svetlin Antonov, Kamen Grozdanov, Milka Uzunova, Ikram El Abbassi Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 221-226 (2017); View Description Directional Antenna Modulation Technique using A Two-Element Frequency Diverse Array Shaddrack Yaw Nusenu Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 227-232 (2017); View Description Classifying region of interests from mammograms with breast cancer into BIRADS using Artificial Neural Networks Estefanía D. Avalos-Rivera, Alberto de J. Pastrana-Palma Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 233-240 (2017); View Description Magnetically Levitated and Guided Systems Florian Puci, Miroslav Husak Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 241-244 (2017); View Description Energy-Efficient Mobile Sensing in Distributed Multi-Agent Sensor Networks Minh T. Nguyen Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 245-253 (2017); View Description Validity and efficiency of conformal anomaly detection on big distributed data Ilia Nouretdinov Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 254-267 (2017); View Description S-Parameters Optimization in both Segmented and Unsegmented Insulated TSV upto 40GHz Frequency Juma Mary Atieno, Xuliang Zhang, HE Song Bai Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 268-276 (2017); View Description Synthesis of Important Design Criteria for Future Vehicle Electric System Lisa Braun, Eric Sax Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 277-283 (2017); View Description Gestural Interaction for Virtual Reality Environments through Data Gloves G. Rodriguez, N. Jofre, Y. Alvarado, J. Fernández, R. Guerrero Adv. Sci. Technol. Eng. Syst. J. 2(3), 284-290 (2017); View Description Solving the Capacitated Network Design Problem in Two Steps [O] . Meriem Khelifi, Mohand Yazid Saidi, Saadi Boudjit 2017

机译：第2卷，第3卷，工程系统最近进步的特殊问题（已发布论文）文章传输/接收频率各种阵列的波束成形，具有对称频率偏移Shaddrack偏航Nusenu Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），1-6（2017）;查看描述S-UTD-CH模型Eray Arik刀刃结构幅度和坡度衍射系数的详细分析，Mehmet Baris Tabakcioglu Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），7-11（2017）;查看描述案例基于组织内存的案例组织内存由PABMM ArchitectralMartín，MaríadeLosÁngeles，Diván，MarioJoséAven。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），12-23（2017）;查看说明使用频率各种阵列天线Shaddrack偏航Nusenu Adv的低拦截横梁仪表概率。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），24-29（2017）;查看说明零信任云网络使用传输访问控制和高可用性光学旁路交换套管切换西米列德·莱格托希金，安东尼Sager adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），30-35（2017）;视图描述派生指标作为支持有效的需求分析和发布管理Indranil Nath ADV的测量。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），36-40（2017）;视图描述肌电假肢yuki ueda的温度感觉反馈装置，恰米·伊莎。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），41-40（2017）;查看描述深静脉血栓表征：超声检查，弹性造影和散射操作员Thibaud Berthomier，Ali Mansour，Luc Bressollette，FrédéricLeRoy，Dominique Mottier Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），48-59（2017）;查看说明通过创建货物检测的参考数据库来改进海关边界控制X射线图像Selina Kolokytha，Alexander Flisch，ThomasLüthi，Mathieu Plamondon，Adrian Schwaninger，Wiana Schwaninger，Wiana Hardmeier，Marius Costin，Caroline Vienne，Frank Sukowski，ULF哈桑德勒，伊瑞恩多森，纳吉·甘迪，塞尔格·马西亚诺，亚伯拉·马西亚诺，安德雷阿索尼卡，埃里克·罗·克，Ger Komen，Micha Slegt Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），60-66（2017）;查看说明航空导航使用偏光技术Arsen Klochan，Ali Al-Ammouri，Viktor Romanenko，Vladimir Tronko Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），67-72（2017）;查看描述使用用于救援运营的单双转换技术优化多标准变送器架构Riadue Essaadali，Chokri Jebali和Ammar Kouki Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），73-81（2017）;视图描述电磁波反射模型中的奇异积分方程A. S.Ilinskiy，T.Galishnikova Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），82-87（2017）;查看工业控制系统信息安全管理的描述方法：概念证明与企业目标对齐。 Fabian Bustamante，Walter Fuertes，Paul Diaz，Theofilos Toulqueridis adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），88-99（2017年）;查看描述依赖基于依赖的分割方法，用于检测语素边界Ahmed Khorsi，Abeer Alsheddi Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），100-110（2017）;查看描述纸张改进了基于统治的犹太人，解决了阿拉伯语Soufiane Farrah，Hanane El Manssouri，Ziyati Elhoussaine，Mohamed Ouzzif Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），111-115（2017）;查看描述医疗不平衡数据分类Sara Belarouci，穆罕默德胺Chikh Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），116-124（2017）;查看描述adoxx建模方法概念化环境Nesat Efendioglu，Robert Woitsch，Wilfrid Utz，Damiano Falcioni Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），125-136（2017）;查看描述GPSR +预测：通过预期Vanets Zineb Squalli Houssaini，Imane Zaimi，Mohammed Oumsis，SaïdelAlaouiOuatik Advik Advik Advik Advik Advik Acik Adve，GPSR +预测SCI。技术。 eng。系统。 J.2（3），137-146（2017）;查看说明矩阵转换器通用空间矢量数字算法的最佳合成Adrian Popovici，MirceaBăBăIţă，Petru Papazian adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），147-152（2017）;视图描述轴向磁通永磁同步电动机的控制设计，其在标称旋转Xuan Minh Tran，Nhu Hien Nguyen，CACoc Tuan Duong Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），153-159（2017）;视图说明A同步应用于分散时间延迟多功能机器人系统：稳定性证明Marwa Fathallah，Fatma Abdelhedi，Nabil Derbel Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），160-170（2017年）;查看描述故障诊断和耐受控制使用观察者银行应用于连续搅拌坦克反应器Martin F. Pico，Eduardo J. Adam Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），171-181（2017年）;查看说明用人工神经网络利用人工神经网络的热泵系统模型的开发和验证Nabil Nassif，Jordan Goodend Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），182-185（2017）;查看描述对心理学学生的耻辱 - 终止的有用性和吸引力的描述：一场严肃的比赛，旨在减少精神疾病的耻辱，诺埃尔·纳瓦罗，Juan J. Ojeda，迭戈库戈，何塞A. Piedra，joséGallego adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），186-190（2017）;视图说明基于Kinect的移动人类跟踪系统，避免避让人Abdel Mehsen Ahmad，Zouhair Bazzal，Hiba Al Youssef Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），191-197（2017年）;视图描述基于蜜罐的安全方法：保护在线社交网络免受恶意配置文件FATNA Elmendili，Nisrine Maqran，Younes el Bouzekri El Idrissi，Habiba Chaoui Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），198-204（2017）;视图描述超声波压电传感器阵列的基于可编程系统的片上（PSoC）Pedro Acevedo，MartínFentes，JoelDurán，MónicaVázquez，CarlosDíazadv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），205-209（2017）;查看描述使玩具车辆与可见光通信（VLC）的交互（VLC）M.A.Ilyas，M. B. Othman，S. S. Shah，Mas Fawzi Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），210-216（2017）;查看说明分析分数2xN RLC网络传输矩阵MahmutÜn，ManolyaÜndadv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），217-220（2017年）;查看描述灭火系统在大型地下车库Ivan Antonov，Rositsa Velichkova，Svetlin Antonov，Kamen Grozdanov，Milka Uzunova，Ikram El Abbassi Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），221-226（2017）;查看说明使用双元频率各种阵列的定向天线调制技术Shaddrack偏航Nusenu Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），227-232（2017）;查看描述使用人工神经网络与乳腺癌与乳腺癌的乳腺X乳头乳腺癌的兴趣区域进行分类，使用人工神经网络EstefaníaD.Avalos-Rivera，Alberto de J. Pastana-Palma Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J.2（3），233-240（2017）;查看描述磁悬浮和引导系统Florian Puci，Miroslav Husak Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），241-244（2017年）;视图说明分布式多功能传感器网络中的节能移动感应minh t. nguyen adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），245-253（2017年）;视图描述大分布式数据Ilia Nouretdinov Adv的保形异常检测的有效性和效率。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），254-267（2017年）;查看描述S参数优化在分段和未分段绝缘TSV中高达40GHz频率Juma Mary Atieno，Xuliang Zhang，He Song Bai Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），268-276（2017年）;查看描述综合未来车辆电气系统的重要设计标准Lisa Braun，Eric Sax Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），277-283（2017年）;查看描述虚拟现实环境的故障交互通过数据手套G. Rodriguez，N.Jofre，Y.Alvarado，J.Fernández，R.Guerrero Adv。 SCI。技术。 eng。系统。 J. 2（3），284-290（2017年）;查看描述在两个步骤中解决电容网络设计问题
8. Dynamic modeling, property investigation, and adaptive controller design of serial robotic manipulators modeled with structural compliance [R] . Tesar, Delbert, Tosunoglu, Sabri, Lin, Shyng-Her 1990

机译：动态建模，属性调查和串行机器人操纵器的自适应控制器设计与结构顺应性建模

Virtual musculoskeletal control model with a spindle-like fuzzy algorithm for robotic compliance

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅