基于PUMA560工業(yè)機器人慣量前饋技術(shù)仿真研究.pdf

1、隨著工業(yè)機器人在各行各業(yè)的推廣應用，市場對工業(yè)機器人的性能有了更高的要求，高速、高精度、智能化等特性成為工業(yè)機器人發(fā)展的方向。然而工業(yè)機器人本身就是一個復雜的機電系統(tǒng)，為了實現(xiàn)其高速、高精度運轉(zhuǎn)，業(yè)界一直在做各種理論與實踐研究。本文以六自由度串聯(lián)工業(yè)機器人為研究對象，為了使機器人擁有高速、高精度的作業(yè)能力，在傳統(tǒng)伺服控制的基礎(chǔ)上，引進了慣量前饋控制技術(shù)。慣量前饋控制技術(shù)在工業(yè)機器人中的運用，是為了實現(xiàn)關(guān)節(jié)驅(qū)動器在驅(qū)動關(guān)節(jié)運動前匹配理想力

2、矩值，達到調(diào)整輸出力矩，實現(xiàn)最佳力矩輸出的目的。慣量前饋控制技術(shù)能否可靠地完成控制，最重要的就是慣量前饋值的準確性。為了獲得準確的慣量前饋值，本文提出了運用齊次坐標變換法對工業(yè)機器人運動學建模，運用牛頓—歐拉動力學方法對工業(yè)機器人動力學進行建模，最終建立了各個關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩與機器人幾何參數(shù)的數(shù)學模型，通過調(diào)用該模型達到慣量前饋值匹配的目的。同時，為了保證慣量前饋值匹配準確度高，本文提出了慣量參數(shù)辨識方法，保證機器人在運行過程中獲得最佳慣量

3、前饋值。
　　本文以MATLAB仿真軟件SimMechanics機械仿真模塊作為仿真基礎(chǔ)，以PUMA560機器人作為仿真對象，分別建立了傳統(tǒng)反饋伺服控制系統(tǒng)與前饋—反饋復合控制系統(tǒng)兩種不同控制方法的機器人仿真模型。使機器人仿真模型在兩種不同控制方法下運行相同軌跡，并運用 SimMechanics檢測與驅(qū)動模塊獲得機器人運行時各個關(guān)節(jié)位置、力矩、功率等動態(tài)參數(shù)，通過比較兩種不同控制方法下的各個動態(tài)參數(shù)變化情況，來判斷這兩種控制方法的