飛機裝配制孔機器人振動抑制控制算法研究.pdf

1、飛機裝配制孔機器人用于飛機制孔作業(yè)，由關(guān)節(jié)機器人進行制孔定位，具有成本低、高度柔性化等獨特優(yōu)勢，符合飛機柔性裝配的理念，但關(guān)節(jié)機器人是個十分復(fù)雜的多輸入多輸出系統(tǒng)，具有時變、強耦合和非線性的動力學(xué)特性，又由于諧波減速器等彈性部件的存在，給該機器人的關(guān)節(jié)快速精確定位控制增加了難度。為了提高飛機制孔效率、制孔質(zhì)量、降低成本，本課題著重研究如何有效地解決飛機裝配制孔機器人在定位過程中的振動抑制問題。本文對關(guān)節(jié)機器人進行理論分析和研究，利用牛頓

2、-歐拉方法及參數(shù)辨識方法建立了精確的關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)模型，提出了模糊解耦補償算法，并在解耦的基礎(chǔ)上引入輸入整形技術(shù)來抑制關(guān)節(jié)機器人振動的控制方法。本文主要的研究內(nèi)容如下：
　　(1)采用牛頓-歐拉方程對關(guān)節(jié)機器人進行動力學(xué)建模；建立機器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖，并分別對控制系統(tǒng)的電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的控制器進行了參數(shù)設(shè)計及校正，且對各環(huán)的頻響特性進行了分析。
　　(2)辨識關(guān)節(jié)機器人的動力學(xué)參數(shù)，對非線性的關(guān)節(jié)機器

3、人動力學(xué)模型進行線性化，選用遞推最小二乘法作為關(guān)節(jié)機器人參數(shù)辨識的辨識算法，再利用組合體法辨識關(guān)節(jié)機器人每個連桿的動力學(xué)參數(shù)，并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下對雙關(guān)節(jié)機器人進行參數(shù)辨識仿真驗證，且搭建了單自由度旋轉(zhuǎn)試驗臺驗證遞推最小二乘法參數(shù)辨識的有效性。
　　(3)提出關(guān)節(jié)機器人振動抑制算法，針對多關(guān)節(jié)機器人關(guān)節(jié)間的耦合關(guān)系進行了詳細的耦合分析，利用模糊控制器提出了模糊解耦補償?shù)目刂扑惴ǎΧ嚓P(guān)節(jié)機器人中的單個關(guān)節(jié)