高速并聯(lián)機械手臂最優(yōu)控制策略研究.pdf

1、本文針對兩自由度并聯(lián)機械手關(guān)節(jié)之間耦合力以及高速運行時動力學(xué)模型不準確和在往復(fù)式運行過程中產(chǎn)生躍度過大引起的抖動問題,對本課題中機械手臂分別設(shè)計了自抗擾非線性控制器和基于滑模自適應(yīng)力矩前饋補償?shù)姆蔷€性控制器,在此基礎(chǔ)上建立了整個機器人系統(tǒng)加入柔性關(guān)節(jié)的機電耦合系統(tǒng)參數(shù)化模型,并對所設(shè)計的控制算法和所規(guī)劃出的軌跡進行了仿真驗證。對并聯(lián)機器人在操作空間中的運行軌跡做了基于遺傳算法求優(yōu)的三次樣條插值,最后規(guī)劃出了機器人操作空間軌跡,完成了實驗

2、系統(tǒng)的搭建、控制系統(tǒng)軟件編程以及實驗驗證。
　　 第一,論文針對機械手實際控制過程中一般的比例-微分(PD)控制策略所引起的機器人關(guān)鍵位置跟蹤精度不高、超調(diào)過大的缺點,設(shè)計了自抗擾控制算法,解決了超調(diào)和關(guān)節(jié)位置精度跟蹤問題。
　　 第二,根據(jù)機器人在往復(fù)式的搬運和分揀操縱過程中的高速性要求,結(jié)合了系統(tǒng)動力學(xué)方程的不確定性,設(shè)計出滑模自適應(yīng)控制算法,解決了機械手臂高速運行下的精度跟蹤問題。并且針對電機電流噪聲過大的缺點,設(shè)

3、計了自適應(yīng)kalman濾波算法,并且針對電機的動力學(xué)模型建立了自適應(yīng)Kalman算法辨識出機械手臂廣義力。
　　 第三,結(jié)合SimMechanics工具箱,建立了整個機器人系統(tǒng)的機電耦合系統(tǒng)的參數(shù)化的剛體動力學(xué)模型,對所設(shè)計的控制算法進行了分析和驗證。
　　 第四,由于整個機器人系統(tǒng)在高速運行時,機械部分抖動大,而且電機輸出的速度和加速度以及力矩和功率的特性,建立了軌跡規(guī)劃的目標函數(shù),并且加入了動力學(xué)和運動學(xué)作為其約束條