本文關(guān)鍵詞：飛機裝配制孔機器人振動抑制控制算法研究

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【摘要】：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-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?并對多關(guān)節(jié)機器人中的單個關(guān)節(jié)控制提出了輸入整形技術(shù)與系統(tǒng)半閉環(huán)相結(jié)合的振動抑制算法,來有效地解決多關(guān)節(jié)機器人振動抑制的問題。(4)在Matlab/Simulink的仿真環(huán)境下,分別搭建單關(guān)節(jié)和雙關(guān)節(jié)機器人的數(shù)學(xué)模型,對本文所提出的振動抑制算法,進行仿真驗證。
【關(guān)鍵詞】：振動抑制 模糊控制、參數(shù)辨識、解耦 輸入整形 飛機裝配
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V262.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 課題研究背景13-14
• 1.2 動力學(xué)參數(shù)辨識14-15
• 1.3 解耦控制技術(shù)15-16
• 1.4 關(guān)節(jié)機器人振動抑制方法16-20
• 1.4.1 被動控制振動抑制16-17
• 1.4.2 主動控制振動抑制17-20
• 1.5 課題研究內(nèi)容及意義20-21
• 1.6 本文章節(jié)安排21-23
• 第二章 關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)建模及控制器參數(shù)設(shè)計23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 基于牛頓-歐拉方程關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)建模23-26
• 2.3 柔性關(guān)節(jié)動力學(xué)模型26
• 2.4 驅(qū)動電機數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.5 電機三閉環(huán)控制器的參數(shù)設(shè)計28-34
• 2.5.1 電機三閉環(huán)控制器簡介28-29
• 2.5.2 電流環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計29-30
• 2.5.3 速度環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計30-32
• 2.5.4 位置環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計32-34
• 2.6 本章總結(jié)34-35
• 第三章 關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)參數(shù)辨識35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)模型線性化35-38
• 3.3 參數(shù)辨識算法38-40
• 3.3.1 遞推最小二乘法的辨識原理38-39
• 3.3.2 組合體法辨識機器人所有關(guān)節(jié)動力學(xué)參數(shù)39-40
• 3.4 參數(shù)辨識實驗驗證40-46
• 3.4.1 單關(guān)節(jié)機器人參數(shù)辨識實驗驗證40-43
• 3.4.2 多關(guān)節(jié)機器人參數(shù)辨識仿真實驗驗證43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 關(guān)節(jié)機器人控制中的振動抑制算法47-57
• 4.1 引言47
• 4.2 多關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)模糊解耦方法47-50
• 4.2.1 耦合分析47-48
• 4.2.2 模糊控制器的基本原理48-49
• 4.2.3 模糊解耦補償原理49-50
• 4.3 多關(guān)節(jié)中單個關(guān)節(jié)振動抑制算法50-55
• 4.3.1 輸入整形技術(shù)基本原理50-51
• 4.3.2 輸入整形器的設(shè)計51-53
• 4.3.3 單個關(guān)節(jié)的簡化模型53-55
• 4.4 多關(guān)節(jié)振動抑制算法55-56
• 4.5 本章總結(jié)56-57
• 第五章 關(guān)節(jié)機器人振動抑制算法仿真驗證57-70
• 5.1 引言57
• 5.2 單個關(guān)節(jié)振動抑制算法驗證57-58
• 5.3 模糊解耦補償控制算法驗證58-68
• 5.3.1 關(guān)節(jié)耦合作用分析60-63
• 5.3.2 模糊控制器設(shè)計63-66
• 5.3.3 仿真結(jié)果分析66-68
• 5.4 算法綜合驗證68-69
• 5.5 本章總結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 全文總結(jié)70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

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1 謝芝馨;;蘇聯(lián)機器人技術(shù)述評[J];機械與電子;1989年04期

2 李鑫杰;黃雨祝;;美國機器人制造商力爭挽回衰退局勢[J];機械工業(yè)自動化;1990年01期

3 羅飛，余達太;主動式控制──機器人抑振控制的有效方式[J];機器人;1995年04期

4 張錫清;水輪機葉片表面修補機器人逆運動求解及仿真[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;2000年04期

5 郭劍鷹,呂恬生;機器人手眼矩陣求解算法[J];計量技術(shù);2003年04期

6 王光建,梁錫昌,蔣建東;機器人關(guān)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];機械傳動;2004年04期

7 孟慶鑫,李平,郭黎濱,王立權(quán);多機器人協(xié)作技術(shù)分析及其實驗系統(tǒng)設(shè)計[J];制造業(yè)自動化;2004年11期

8 劉正士,陳恩偉,干方建;機器人慣性參數(shù)辨識的若干方法及進展[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年09期

9 王剛,劉科,王國棟;機器人視覺跟蹤兩維運動目標的方法研究[J];機床與液壓;2005年09期

10 張福海;吳偉國;郎躍東;;類人猿型機器人前向四足步行的研究[J];機械設(shè)計與制造;2006年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁希侖;徐坤;;一種新型變結(jié)構(gòu)輪腿式機器人的設(shè)計與分析[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第六分冊）[中南大學(xué)學(xué)報（增刊）][C];2009年

2 黃海林;李兵;劉榮強;鄧宗全;;空間運動度可重構(gòu)機器人概念原理與應(yīng)用[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第七屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

3 黃亞樓;盧桂章;;多機器人協(xié)調(diào)運動能力的度量[A];1995年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議暨智能自動化專業(yè)委員會成立大會論文集（下冊）[C];1995年

4 吳成東;陳莉;鄒立君;;機器人順應(yīng)運動速度與力混合控制[A];1995中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

5 楊明;蘇學(xué)成;李貽斌;樊炳輝;逢振旭;;一種機器人關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)研究[A];1997中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1997年

6 荊陽;龐思勤;周蘭英;;月球探測機器人關(guān)節(jié)固體潤滑關(guān)鍵技術(shù)的新進展[A];面向制造業(yè)的自動化與信息化技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)技術(shù)——2001年中國機械工程學(xué)會年會暨第九屆全國特種加工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2001年

7 于蓮芝;顏國正;丁國清;梁衛(wèi)沖;;核工業(yè)機器人現(xiàn)場分布式控制[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

8 楊慶華;張立彬;阮健;;氣動彎曲關(guān)節(jié)的特性研究[A];第二屆全國流體傳動及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第四卷）[C];2002年

9 蘇劍波;馮純伯;;雙機器人手眼協(xié)調(diào)系統(tǒng)[A];1995中國控制與決策學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

10 張緒平;余躍慶;;空間機器人關(guān)節(jié)柔性與桿柔性的耦合特性[A];第十一屆全國機構(gòu)學(xué)年會暨首屆青年機構(gòu)學(xué)研討會論文集[C];1998年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 本報記者 王小偉;上市公司開演“機器人總動員”[N];中國證券報;2014年

2 記者 彭仲 通訊員 胡沛 徐文婷;中國機器人將裝漢產(chǎn)“關(guān)節(jié)”[N];長江日報;2014年

3 巴黎高科評論 馮素雯　譯;更好或更壞的“外科醫(yī)生”？[N];經(jīng)濟觀察報;2014年

4 本報記者 魏靜;萬億市場推動機器人產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)[N];中國證券報;2013年

5 本報記者 袁暢;云電腦無需擔(dān)心死機或數(shù)據(jù)丟失[N];惠州日報;2013年

6 記者 張愎;秦川發(fā)展：機床訂單下滑 機器人減速器成亮點[N];第一財經(jīng)日報;2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孟健;復(fù)雜地形環(huán)境四足機器人運動控制方法研究與實現(xiàn)[D];山東大學(xué);2015年

2 楊柯;水下自重構(gòu)機器人游走仿生混合運動研究[D];上海交通大學(xué);2014年

3 李健;安全中醫(yī)按摩機器人臂系統(tǒng)與控制策略研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 張宗郁;薄壁鋁合金導(dǎo)管數(shù)字化裝配及焊接偏差主動補償[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 李興東;基于TOF相機的四足機器人地形感知及靜步態(tài)規(guī)劃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 那奇;四足機器人運動控制技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];北京理工大學(xué);2015年

7 葉溯;機器人光電視覺控制理論及其應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2015年

8 常青;四足機器人全向運動規(guī)劃方法與穩(wěn)定性研究[D];北京理工大學(xué);2016年

9 張國騰;四足機器人主動柔順及對角小跑步態(tài)運動控制研究[D];山東大學(xué);2016年

10 孫磊;四足機器人仿生控制方法及行為進化研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戴文靜;自組織理論視域下機器人的“代差”及演化機制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

2 馬丹妮;七自由度機器人軌跡規(guī)劃問題研究[D];上海師范大學(xué);2015年

3 陳亮;六自由度機器人在骨科手術(shù)中的應(yīng)用研究[D];長安大學(xué);2015年

4 柏雪峰;一種雙攝像頭協(xié)同的機器人機械手物體抓取方法實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

5 殷盛江;六自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)機器人慣性及摩擦參數(shù)辨識仿真[D];山東建筑大學(xué);2015年

6 王邵麗;四足多關(guān)節(jié)機器人系統(tǒng)研究[D];長安大學(xué);2015年

7 郝路曉;油田搶噴機器人末端受力分析及整機動態(tài)靜力學(xué)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

8 王曉兵;六輪腿機器人的步態(tài)仿真[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

9 章健;基于恒力控制的機器人去毛刺軌跡動態(tài)規(guī)劃[D];浙江大學(xué);2016年

10 王s，

本文編號：911435