SCARA機(jī)器人參數(shù)自適應(yīng)與補(bǔ)償控制研究.pdf

1、SCARA機(jī)器人是經(jīng)典的工業(yè)機(jī)器人，因?yàn)樗哂羞\(yùn)行速度快，重復(fù)定位精度高等優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)用在很多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。由于工業(yè)機(jī)器人在進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行作業(yè)中會(huì)面臨多變的工作環(huán)境，導(dǎo)致系統(tǒng)參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，并且易收到隨機(jī)干擾的影響。自適應(yīng)控制方法具有更強(qiáng)的魯棒性，無需精確求解機(jī)器人系統(tǒng)參數(shù)，而是通過在線辨識(shí)使系統(tǒng)獲得良好的控制性能，因而在工業(yè)機(jī)器人的控制上具有很大的優(yōu)勢(shì)。課題圍繞SCARA機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)奇異位姿回避、系統(tǒng)參數(shù)自適應(yīng)控制、補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)和

2、跟蹤控制實(shí)驗(yàn)等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。
　　課題首先對(duì)SCARA機(jī)器人的系統(tǒng)模型進(jìn)行了研究。根據(jù)SCARA機(jī)器人的自由度配置和結(jié)構(gòu)尺寸建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并進(jìn)行了正、逆分析，并針對(duì)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)提出了滿足實(shí)際應(yīng)用的要求；由于關(guān)節(jié)型機(jī)器人存在的運(yùn)動(dòng)學(xué)奇異性，對(duì)機(jī)器人的奇異位置進(jìn)行了分析求解，并引入阻尼對(duì)角加速度進(jìn)行抑制，使機(jī)器人無法達(dá)到奇異位姿。
　　其次，對(duì)SCARA機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模，并根據(jù)SCARA機(jī)器人的應(yīng)用目的對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行

3、了合理的簡化；為了解決此機(jī)器人系統(tǒng)慣性參數(shù)的不確定問題，提出了基于間接自適應(yīng)控制和復(fù)合自適應(yīng)控制的軌跡跟蹤算法，利用力矩預(yù)報(bào)誤差對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)更新，使參數(shù)滿足系統(tǒng)控制要求。并且以此基礎(chǔ)上研制出一種基于動(dòng)力學(xué)的軌跡跟蹤控制器，可以達(dá)到該機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)軌跡的有效跟蹤，并將兩種方法進(jìn)行了比較分析。
　　然后，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)在實(shí)際工作中面臨的外部干擾問題，提出了將跟蹤精度和快速性作為控制器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。通過引入標(biāo)準(zhǔn)誤差信號(hào)作為系統(tǒng)狀態(tài)