飛機(jī)裝配制孔機(jī)器人振動(dòng)抑制控制算法研究.pdf

1、飛機(jī)裝配制孔機(jī)器人用于飛機(jī)制孔作業(yè)，由關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行制孔定位，具有成本低、高度柔性化等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，符合飛機(jī)柔性裝配的理念，但關(guān)節(jié)機(jī)器人是個(gè)十分復(fù)雜的多輸入多輸出系統(tǒng)，具有時(shí)變、強(qiáng)耦合和非線性的動(dòng)力學(xué)特性，又由于諧波減速器等彈性部件的存在，給該機(jī)器人的關(guān)節(jié)快速精確定位控制增加了難度。為了提高飛機(jī)制孔效率、制孔質(zhì)量、降低成本，本課題著重研究如何有效地解決飛機(jī)裝配制孔機(jī)器人在定位過(guò)程中的振動(dòng)抑制問(wèn)題。本文對(duì)關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行理論分析和研究，利用牛頓

2、-歐拉方法及參數(shù)辨識(shí)方法建立了精確的關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型，提出了模糊解耦補(bǔ)償算法，并在解耦的基礎(chǔ)上引入輸入整形技術(shù)來(lái)抑制關(guān)節(jié)機(jī)器人振動(dòng)的控制方法。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)采用牛頓-歐拉方程對(duì)關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模；建立機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖，并分別對(duì)控制系統(tǒng)的電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的控制器進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)及校正，且對(duì)各環(huán)的頻響特性進(jìn)行了分析。
　　(2)辨識(shí)關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對(duì)非線性的關(guān)節(jié)機(jī)器

3、人動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行線性化，選用遞推最小二乘法作為關(guān)節(jié)機(jī)器人參數(shù)辨識(shí)的辨識(shí)算法，再利用組合體法辨識(shí)關(guān)節(jié)機(jī)器人每個(gè)連桿的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下對(duì)雙關(guān)節(jié)機(jī)器人進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)仿真驗(yàn)證，且搭建了單自由度旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證遞推最小二乘法參數(shù)辨識(shí)的有效性。
　　(3)提出關(guān)節(jié)機(jī)器人振動(dòng)抑制算法，針對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人關(guān)節(jié)間的耦合關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的耦合分析，利用模糊控制器提出了模糊解耦補(bǔ)償?shù)目刂扑惴ǎ?duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人中的單個(gè)關(guān)節(jié)