本文選題：絕對(duì)定位精度雙PSD + 調(diào)制��； 參考：《長(zhǎng)春理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文基于國(guó)際科技合作項(xiàng)目資助的“用于機(jī)器人絕對(duì)定位精度標(biāo)定的激光束同時(shí)對(duì)準(zhǔn)雙PSD的控制理論研究”(20160414030GH)課題,致力于解決工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定過(guò)程中的位姿測(cè)量問(wèn)題。工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度高,但絕對(duì)定位精度較低,這極大影響離線編程的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)方法,基于雙PSD(Position Sensitive Device)的標(biāo)定方法能為提高機(jī)器人絕對(duì)定位精度提供一種更有效的途徑。本文以IRB120機(jī)器人為研究對(duì)象,提出用于機(jī)器人絕對(duì)定位精度標(biāo)定的激光束同時(shí)對(duì)準(zhǔn)雙PSD的控制方法:首先,結(jié)合坐標(biāo)變換及空間幾何建立標(biāo)定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型;其次,使用牛頓-歐拉法建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型;再次,設(shè)計(jì)基于模型的自適應(yīng)控制算法并通過(guò)理論推導(dǎo)證明光斑位置誤差及系統(tǒng)未知參數(shù)估計(jì)誤差的漸進(jìn)收斂性,證明了系統(tǒng)穩(wěn)定性;最后,利用MATLAB/Simulink軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了控制算法的有效性及系統(tǒng)穩(wěn)定性,并得出光斑位置誤差穩(wěn)態(tài)精度為0.0057mm。另外,為保證準(zhǔn)確測(cè)量,設(shè)計(jì)了激光器調(diào)制及PSD坐標(biāo)計(jì)算電路,對(duì)PSD坐標(biāo)計(jì)算電路輸出有用信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)提取,理論推導(dǎo)和MATLAB仿真驗(yàn)證了其有效性;分別在暗室和亮場(chǎng)下做了對(duì)比實(shí)驗(yàn),其光斑位置差異最大僅為0.044mm,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明互相關(guān)法能夠較好地消除背景光的干擾。
[Abstract]:Based on the research on the control theory of simultaneous alignment of double PSD for robot absolute positioning accuracy calibration, supported by the international scientific and technological cooperation project, this paper is devoted to solving the problem of position and pose measurement in the calibration process of industrial robot.The repeated positioning accuracy of industrial robot is high, but the absolute positioning accuracy is low, which greatly affects the application of off-line programming.Compared with the traditional method, the calibration method based on double PSD(Position Sensitive device can provide a more effective way to improve the absolute positioning accuracy of the robot.In this paper, the IRB120 robot is taken as the research object, and the control method of simultaneous alignment of laser beam to double PSD for robot absolute positioning accuracy calibration is put forward: firstly, the kinematics model of calibration system is established combining coordinate transformation and space geometry; secondly, the kinematics model of calibration system is established.The dynamic model of robot is established by Newton-Euler method. Thirdly, adaptive control algorithm based on model is designed and the asymptotic convergence of spot position error and system unknown parameter estimation error is proved by theoretical derivation.Finally, the effectiveness of the control algorithm and the stability of the system are verified by using MATLAB/Simulink software, and the steady-state accuracy of spot position error is 0.0057mm.In addition, in order to ensure accurate measurement, the laser modulation and PSD coordinate calculation circuit are designed, and the useful signal output from the PSD coordinate calculation circuit is extracted by cross-correlation. The theoretical derivation and MATLAB simulation verify the validity of the circuit.The experimental results show that the maximum difference of spot position is only 0.044 mm in the dark chamber and the bright field. The experimental results also show that the cross-correlation method can eliminate the interference of background light.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP242.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1752825