本文關(guān)鍵詞： 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制器 直接示教 軌跡規(guī)劃 位置控制　出處：《南京航空航天大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：示教是賦予機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信息的過(guò)程,目前工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的仍是示教盒示教,但該示教方式操作繁瑣、效率低,尤其是在需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的場(chǎng)合。本文在直接力矩控制的方式下,通過(guò)對(duì)示教過(guò)程中機(jī)器人關(guān)節(jié)的重力矩和摩擦力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算并給出力矩補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)了在無(wú)需關(guān)節(jié)力矩傳感器條件下的直接示教功能。全文主要內(nèi)容如下:1)采用直接平衡機(jī)器人關(guān)節(jié)重力矩和摩擦力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的直接示教,對(duì)實(shí)現(xiàn)該方法的算法展開(kāi)研究推導(dǎo),并設(shè)計(jì)了一套重力矩和摩擦力矩測(cè)量的工程實(shí)現(xiàn)方案;為提高機(jī)器人操作安全性,提出了一種機(jī)器人碰撞檢測(cè)方案,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)該方案進(jìn)行了可行性驗(yàn)證。2)針對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中的軌跡規(guī)劃問(wèn)題展開(kāi)研究,包括直角坐標(biāo)空間中的直線和圓弧插補(bǔ)算法,關(guān)節(jié)空間的線性插補(bǔ)和三次多項(xiàng)式插補(bǔ),以及為改善機(jī)器人末端平穩(wěn)性而引入的S型升降速控制算法。3)為提高機(jī)器人軌跡跟蹤精度,開(kāi)展了位置伺服算法研究。針對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中負(fù)載擾動(dòng)對(duì)位置控制的影響,引入了自抗擾控制器中的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)的總體擾動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)補(bǔ)償,最終形成控制性能較好的PID+速度前饋+擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的位置控制算法,并對(duì)其控制效果進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
[Abstract]:Teaching demonstration is a process that endows the robot with motion information. At present, the most widely used teaching method in the industrial field is teaching demonstration box, but the teaching method is cumbersome and inefficient. Especially in the case of complex motion trajectory, in the direct torque control mode, the weight and friction torque of robot joints in the teaching process are calculated in real time and the torque compensation is given. The function of direct teaching without joint torque sensor is realized. The main contents of this paper are as follows: 1) the direct balance of joint weight torque and friction moment is adopted to realize the direct teaching of robot. In order to improve the safety of robot operation, a robot collision detection scheme is proposed. The feasibility of the scheme is verified by experiments. 2) the trajectory planning problem in robot motion is studied, including linear and arc interpolation algorithms in rectangular coordinate space, linear interpolation in joint space and cubic polynomial interpolation. In order to improve the trajectory tracking accuracy of the robot, the position servo algorithm is studied. The effect of the load disturbance on the position control is discussed. In this paper, the extended state observer in the ADRC is introduced to compensate the total disturbance of the system. Finally, the position control algorithm of the extended state observer with PID speed feedforward with good control performance is formed. The control effect is verified by contrast experiment.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1529945