高速高精度平面并聯(lián)機(jī)器人時間最優(yōu)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域深入到微電子封裝、超精密加工、精密裝配等方面，人們對機(jī)器人的速度、精度、效率等提出了越來越高的要求。開展高速高精度機(jī)器人時間最優(yōu)控制系統(tǒng)的研究，探索其在工程應(yīng)用中的可行性，無疑對推動高速高精度機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，加快其實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程具有重要的意義。
　　本課題來源于國家“973”計(jì)劃項(xiàng)目“高性能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造精微化數(shù)字化新原理和新方法”，密切結(jié)合該項(xiàng)目所開發(fā)的高速高精度平面并聯(lián)定位機(jī)構(gòu)，對機(jī)器人控制系統(tǒng)體

2、系結(jié)構(gòu)、時間最優(yōu)控制算法以及伺服系統(tǒng)控制算法進(jìn)行了深入的研究，實(shí)現(xiàn)了高速度、高精度的點(diǎn)位控制和軌跡跟蹤控制效果。
　　在高速高精度控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方面，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)各硬件部分的選取，滿足了高速高精度作業(yè)的要求。并針對各硬件所具有的功能進(jìn)行了機(jī)器人控制軟件部分的設(shè)計(jì)，提出采用循環(huán)緩沖方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人軌跡運(yùn)動的控制，提高了機(jī)器人控制的實(shí)時性，并通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。
　　在機(jī)器人時間最優(yōu)控制算法方面，提出一種在特定軌跡約束下尋求標(biāo)量

3、速度邊界曲線和標(biāo)量加速度極限分布的方法，其充分考慮了機(jī)器人動力學(xué)的非線性因素。通過對標(biāo)量速度邊界曲線的分析，結(jié)合加速度極限分布情況，設(shè)計(jì)了一種在特定軌跡約束下機(jī)器人時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法，以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和定位精度的前提下，充分發(fā)揮電機(jī)的性能。結(jié)合系數(shù)存儲法，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動軌跡的生成。并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了時間最優(yōu)控制算法的有效性。
　　在高速高精度伺服系統(tǒng)控制算法方面，建立了音圈電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，針對音圈電機(jī)直驅(qū)式、高響應(yīng)的特點(diǎn)，提出基于P-