在圖l力矩外環(huán)回路中，由外環(huán)的灰色估計器實時預(yù)測關(guān)節(jié)力矩的變化，在當前力矩和預(yù)測力矩之間實行線性插值，避免力超調(diào)和振蕩出現(xiàn)；同時推導(dǎo)機械手抓取過程中的角速度傳遞函數(shù)，角速度的變化同樣會影響抓取的質(zhì)量。
本文主要研究軟物體抓取過程中力控制，即從機械手接觸到穩(wěn)固抓取軟物體的過程控制。下面以兩指手抓取軟物體為例，系統(tǒng)介紹基于灰色關(guān)節(jié)力矩預(yù)測的軟物體抓取控制。

灰色關(guān)節(jié)力矩預(yù)測預(yù)測目的是為了減小抓取過程中力的超調(diào)和振蕩，灰色力矩CM(1，1)預(yù)測控制由于在每一步都用預(yù)測的輸出來計算相應(yīng)的控制校正量，具有誤差預(yù)補償?shù)哪芰?，具有較強的抗干擾能力，非常適合在線控制。
由關(guān)節(jié)力傳感器檢測到的力矩序列在線灰色力矩估計器預(yù)測下一時刻的關(guān)節(jié)力矩值，控制算法如下：

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首先經(jīng)1-ACO生成序列，目的弱化原始系列的隨機性和波動性，當以設(shè)定的參考力矩抓取恒角剛度物體時，力矩、角速度輸出曲線（圖4黑色點劃線）很快趨于平衡，機械手自動停止運動。圖4灰色點曲線表示在s處關(guān)節(jié)力矩由lN-m階躍變化為5N．m，力矩和機械手的角速度輸出曲線，即在Is位置處關(guān)節(jié)角剛度發(fā)生了階躍突變。表明即使以恒定力矩抓取軟物體時，由于角剛度突然變化，會導(dǎo)致關(guān)節(jié)處力矩突然增大，使力矩和機械手角速度輸出發(fā)生振蕩、超調(diào)，造成被抓物體的損害。為減小物體剛度變化對力矩環(huán)的影響，抓取過程中用灰色關(guān)節(jié)力矩估計器預(yù)測力矩值，提前0. 01 s，即提前5個采樣周期預(yù)測出在Is處力矩將提高5倍，可以在0. 99—1 s內(nèi)實行力矩值線性插值（見5 3節(jié)），得到圖4所示的黑色曲線。對比灰色點鹽線可以看出，力矩超調(diào)、振幅已大幅度減小，機械手的瞬間角速度變化也已明顯減小，并且很快達到參考力矩值，停止運動。
2)魯棒性試驗 為了檢驗所提出的控制方案在各種環(huán)境下的有效性，將采樣周期擴大10倍，即t =0. 02 s，將加在位控系統(tǒng)的干擾噪聲幅值提高十倍，即幅值增大到d=0.2，仿真時間為20 s，初始條件同土，得到的曲線。

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