復合伺服驅動控制系統(tǒng)的建模與試驗技術研究.pdf

1、當今科學技術飛速發(fā)展，機器人技術已經(jīng)得到越來越廣泛的應用。隨著機器人的不斷成熟，一些制約其發(fā)展的因素也逐漸顯現(xiàn)出來。目前應用普遍的機器人對自身重量相當或更大的負載時往往不能保證其精確的定位精度。較大型設備及零件的搬運、裝配由于對精度的要求較高仍然需要借助吊車進行人工操作。因此重載機器人精密定位研究已逐漸成為機器人的未來發(fā)展趨勢之一。
　　本文以重載機器人關節(jié)臂為試驗研究對象進行分析研究。利用復合驅動液壓馬達體積小出力大、伺服電機定

2、位精度高的特點，可較大幅度地提高重載機器人的綜合性能。復合驅動由液壓馬達、液壓比例控制系統(tǒng)、關節(jié)臂、扭矩傳感器、伺服電機和編碼傳感器組成。通過伺服電機軸上的扭矩傳感器和編碼器實時獲取液壓馬達驅動關節(jié)臂扭矩和伺服電機實際轉角位置信號，并與控制器中給定的設定扭矩和轉角指令值進行比較，調(diào)節(jié)液壓比例控制系統(tǒng)的壓力和流量來調(diào)整液壓馬達實際驅動伺服電機的扭矩。從而實現(xiàn)伺服電機借助于液壓馬達對重載機器人關節(jié)臂扭矩負載和轉角位置的雙重控制。在研究現(xiàn)有的

3、液壓伺服系統(tǒng)與電機驅動伺服系統(tǒng)的基礎上，經(jīng)過理論分析研究，建立了復合驅動控制系統(tǒng)的物理模型；詳細分析了復合驅動控制系統(tǒng)的控制策略，對其液壓系統(tǒng)和電機系統(tǒng)之間的相互關系進行研究；設計并搭建了系統(tǒng)的外部控制電路，設計了系統(tǒng)的軟件并編寫了系統(tǒng)的控制應用程序；對系統(tǒng)所需要的PWM脈沖信號在不同占空比的情況下進行了試驗仿真，得出了相關的實驗數(shù)據(jù)及結論；通過對系統(tǒng)的策略分析分別應用液壓伺服系統(tǒng)和電機伺服系統(tǒng)的相關知識建立了復合驅動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型