PUMA560機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及雙重控制方法應(yīng)用研究.pdf

1、本文是對 PUMA560機(jī)器人進(jìn)行的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制理論和方法的應(yīng)用探索。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有一臺PUMA560機(jī)器人，其原有控制系統(tǒng)已老化和損壞，且缺少相關(guān)資料。本文旨在為PUMA560設(shè)計(jì)控制器，將其改造成一個(gè)教學(xué)應(yīng)用和算法實(shí)驗(yàn)的平臺，以充分、合理地利用實(shí)驗(yàn)室的資源，節(jié)約科研成本。該平臺可以集成各種傳感器，如視覺傳感器，從而實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的機(jī)器人控制。
　　本文首先用D-H法對PUMA560機(jī)器人臂體建立了數(shù)學(xué)模型，對機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)

2、分析與綜合。一方面，從空間中物體的位姿描述出發(fā)，建立了PUMA560的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，得到了 PUMA560的末端位姿與各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，求出了機(jī)器人的變換矩陣；另一方面，討論了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的求解方法，使在給定末端位姿的情況下求各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角成為可能。為了使運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和綜合更加直觀，引入了機(jī)器人工具箱Robotics Toolbox，對PUMA560的正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題進(jìn)行了仿真。
　　在建立了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了機(jī)器人關(guān)節(jié)

3、伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件方面，對 PUMA560的原有控制系統(tǒng)和伺服電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了基于SG3524和L6203的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，并對其進(jìn)行了調(diào)試；理論方面，對各直流伺服電機(jī)建立了電機(jī)模型，測得了電機(jī)參數(shù)，并設(shè)計(jì)了 PI控制器，對控制器的性能進(jìn)行了仿真；軟件方面，在 RTW環(huán)境下建立了實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的實(shí)時(shí)控制。
　　控制過程中，機(jī)器人手臂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化對關(guān)節(jié)的控制造成的影響不容忽視?？紤]到控制過程參數(shù)變