多機(jī)械臂系統(tǒng)因具有操作靈活、應(yīng)用領(lǐng)域廣、安全性能好等優(yōu)點(diǎn),成為機(jī)器人學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。然而,多機(jī)臂系統(tǒng)是一類非線性、狀態(tài)變量高度耦合、外部干擾性強(qiáng)的系統(tǒng),傳統(tǒng)的控制方法難以同時(shí)控制多個(gè)機(jī)械臂。此外,當(dāng)多個(gè)機(jī)械臂搬運(yùn)同一個(gè)物體時(shí),機(jī)械臂與物體之間會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng),這部分內(nèi)力應(yīng)該被控制在合理的范圍內(nèi),否則會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的控制精度,甚至?xí)䦟?duì)物體和機(jī)械臂造成損害。因此,如何處理上述問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)多機(jī)械臂系統(tǒng)的力/位混合控制具有重要的研究?jī)r(jià)值與實(shí)際意義。本文針對(duì)多機(jī)械臂系統(tǒng)的力/位混合控制問(wèn)題,以反步法為基礎(chǔ),結(jié)合命令濾波技術(shù)、有限時(shí)間技術(shù)和模糊自適應(yīng)控制技術(shù),分別設(shè)計(jì)了模糊自適應(yīng)反步控制器、模糊自適應(yīng)命令濾波控制器和有限時(shí)間命令濾波控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)多機(jī)械臂系統(tǒng)的力/位混合控制。本文的主要研究成果如下:1.研究了基于反步法的多機(jī)械臂力/位混合控制策略。以機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)方程為基礎(chǔ),構(gòu)建了多機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型;接著運(yùn)用反步法設(shè)計(jì)跟蹤控制器,并結(jié)合模糊自適應(yīng)技術(shù)處理系統(tǒng)中不可測(cè)的非線性項(xiàng)及干擾項(xiàng);最后根據(jù)Lyapunov理論判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并使用Matlab/Simulink模塊搭建仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

工業(yè)機(jī)器人Unimate

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3器人完成而不需要任何服務(wù)人員；位于上海嘉定的“亞洲一號(hào)”是京東建立的首個(gè)無(wú)人分揀倉(cāng)庫(kù)，效率比以往提高了70%。以上例子可以看出機(jī)器人已經(jīng)成為時(shí)代的潮流。在十三屆全國(guó)人大二次會(huì)議上，李克強(qiáng)總理指出要運(yùn)用新技術(shù)新模式改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)科技創(chuàng)新中心等建設(shè)[23]。機(jī)器人技術(shù)作為高新技術(shù)中的一類，越來(lái)越受到祖國(guó)的重視，政府和企業(yè)也加大了對(duì)機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)。相信國(guó)內(nèi)的機(jī)器人技術(shù)會(huì)更上一層樓。圖1.1工業(yè)機(jī)器人Unimate圖1.2PUMA圖1.3達(dá)芬奇機(jī)器人圖1.4阿里未來(lái)酒店1.2.2多機(jī)械臂控制理論發(fā)展概述如今，多機(jī)械臂系統(tǒng)的控制理論主要分為兩類：主從控制方法[24-26]與位置和力的控制方法[27-29]。早期，多機(jī)械臂系統(tǒng)的控制理論中以主從控制方法為主。在主從控制方法中，多機(jī)械臂系統(tǒng)被分為主機(jī)械臂和從機(jī)械臂，主機(jī)械臂和從機(jī)械臂之間有著映射與約束的關(guān)系，可以依據(jù)相應(yīng)的控制理論為主機(jī)械臂設(shè)計(jì)控制器，并根據(jù)兩者之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)從機(jī)械臂的控制[30]。在研究雙機(jī)械臂搬運(yùn)同一物體時(shí)，Luh[31]指出整個(gè)機(jī)械臂系統(tǒng)中存在運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，并按照物體的運(yùn)行軌跡對(duì)主機(jī)械臂進(jìn)行軌跡規(guī)劃。而從機(jī)械臂只需要跟蹤主機(jī)械臂的運(yùn)行軌跡即可，也可以依據(jù)約束關(guān)系計(jì)算出從機(jī)械臂的運(yùn)行軌跡。由此可以看出主從控制方法只需要對(duì)主機(jī)械臂設(shè)計(jì)軌跡規(guī)劃和相應(yīng)的控制器，控制方法簡(jiǎn)單。但缺點(diǎn)在于，從機(jī)械臂的魯棒性差，如果外界環(huán)境存在干擾，多機(jī)械臂系統(tǒng)的控制效果就很不理想。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文3器人完成而不需要任何服務(wù)人員；位于上海嘉定的“亞洲一號(hào)”是京東建立的首個(gè)無(wú)人分揀倉(cāng)庫(kù)，效率比以往提高了70%。以上例子可以看出機(jī)器人已經(jīng)成為時(shí)代的潮流。在十三屆全國(guó)人大二次會(huì)議上，李克強(qiáng)總理指出要運(yùn)用新技術(shù)新模式改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)科技創(chuàng)新中心等建設(shè)[23]。機(jī)器人技術(shù)作為高新技術(shù)中的一類，越來(lái)越受到祖國(guó)的重視，政府和企業(yè)也加大了對(duì)機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)。相信國(guó)內(nèi)的機(jī)器人技術(shù)會(huì)更上一層樓。圖1.1工業(yè)機(jī)器人Unimate圖1.2PUMA圖1.3達(dá)芬奇機(jī)器人圖1.4阿里未來(lái)酒店1.2.2多機(jī)械臂控制理論發(fā)展概述如今，多機(jī)械臂系統(tǒng)的控制理論主要分為兩類：主從控制方法[24-26]與位置和力的控制方法[27-29]。早期，多機(jī)械臂系統(tǒng)的控制理論中以主從控制方法為主。在主從控制方法中，多機(jī)械臂系統(tǒng)被分為主機(jī)械臂和從機(jī)械臂，主機(jī)械臂和從機(jī)械臂之間有著映射與約束的關(guān)系，可以依據(jù)相應(yīng)的控制理論為主機(jī)械臂設(shè)計(jì)控制器，并根據(jù)兩者之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)從機(jī)械臂的控制[30]。在研究雙機(jī)械臂搬運(yùn)同一物體時(shí)，Luh[31]指出整個(gè)機(jī)械臂系統(tǒng)中存在運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，并按照物體的運(yùn)行軌跡對(duì)主機(jī)械臂進(jìn)行軌跡規(guī)劃。而從機(jī)械臂只需要跟蹤主機(jī)械臂的運(yùn)行軌跡即可，也可以依據(jù)約束關(guān)系計(jì)算出從機(jī)械臂的運(yùn)行軌跡。由此可以看出主從控制方法只需要對(duì)主機(jī)械臂設(shè)計(jì)軌跡規(guī)劃和相應(yīng)的控制器，控制方法簡(jiǎn)單。但缺點(diǎn)在于，從機(jī)械臂的魯棒性差，如果外界環(huán)境存在干擾，多機(jī)械臂系統(tǒng)的控制效果就很不理想。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]協(xié)同多機(jī)械臂位置/力控制方法研究[D]. 王華榮.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2016
[2]多機(jī)械臂系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究[D]. 丁楠.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3265124