機器人力位置控制方法研究與應用.pdf

1、隨著科技的進步，工業(yè)機器人已廣泛應用于生產自動化中，機器人在從事裝配、醫(yī)療技術、拋光和擦洗等與環(huán)境有接觸作業(yè)時，需要對機器人進行位置和力同時控制，來達到最佳的作業(yè)效果。數(shù)控系統(tǒng)是機器人技術的一種典型的應用。
　　 在現(xiàn)有成果基礎上，本文對機器人的控制基本理論，相關技術進行了進一步研究，并搭建了一個半實物仿真系統(tǒng)。在此系統(tǒng)上進行了一系列的理論技術研究及實驗。具體工作包括以下幾個方面：
　　 1、針對數(shù)控系統(tǒng)的力位置控制實現(xiàn)

2、難度大，參數(shù)調整復雜的問題，構建了一種基于Quanser Q8 卡，MATLAB 軟件和WinCon 軟件的力/位置控制半實物仿真系統(tǒng)。以X-Y-Z 三軸運動平臺為被控對象，對該系統(tǒng)中軟硬件的具體構成進行了設計。
　　 2、為了提高機器人力/位置控制過程中，力傳感器的動態(tài)響應品質，提高控制精度，采用最小二乘辨識方法建立了力傳感器的動態(tài)數(shù)學模型，并通過設計數(shù)字動態(tài)補償器的方法對力傳感器的動態(tài)響應特性進行改進，在MATLAB 軟件以

3、及實際力/位置控制中對補償結果進行了仿真，驗證了力反饋信號的響應速度得到了明顯改善。
　　 3、為了解決力位置控制過程中初始運動沖擊問題，采用雙曲正切濾波函數(shù)構成非線性PID 控制器對跟蹤誤差及速度進行控制處理，采用了波波夫法證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 本文通過以Z 軸的恒接觸力控制為目標，在Simulink 軟件中設計了含有位置環(huán)和力環(huán)的控制器，實驗結果表明該系統(tǒng)控制器設計合理，參數(shù)調整簡單，控制效果觀察直觀；