一种飞轮驱动的机械臂装置及控制系统和控制方法

本发明涉及机械臂设计及控制技术领域，尤其涉及一种飞轮驱动的机械臂装置及控制系统和控制方法。所述机械臂装置的主体结构包括基座、臂杆、关节和飞轮驱动装置。所述控制系统包括转速参考调节器、电机转速控制器。电机转速控制器根据目标转速与飞轮及内、外框架的实际转速的误差，驱动飞轮驱动装置跟踪目标转速，实现机械臂的实际位姿跟踪目标位姿。其采用反作用飞轮作为机械臂动力源，通过飞轮的高速转动和偏转框架转速的改变输出相同大小的力矩，显著减小了机械臂重量和关节复杂性，省去了复杂而笨重的传动结构，实现机械臂的运动控制；有利于控制精度、响应速度的提升，具有结构简单、转动惯量小、可靠性高、控制精度高、响应速度快等优点。