針對工業(yè)機(jī)器人控制器開發(fā)和摩擦補(bǔ)償問題,本文設(shè)計(jì)開發(fā)了六軸串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人控制器,并針對低速運(yùn)動時跟蹤精度降低的問題,對關(guān)節(jié)摩擦建模與補(bǔ)償展開了研究。本文首先介紹了機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建�；A(chǔ),通過D-H法建立了六軸串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人的正運(yùn)動學(xué)模型,研究了機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)數(shù)值解求解方法,并完成了速度規(guī)劃和笛卡爾空間軌跡規(guī)劃。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了運(yùn)動學(xué)求解和軌跡規(guī)劃方法的正確性。在此基礎(chǔ)上,對控制器進(jìn)行總體設(shè)計(jì),介紹了控制器硬件結(jié)構(gòu),分析了軟件總體需求,使用支持跨平臺的Qt進(jìn)行軟件開發(fā),提高了軟件的可移植性。針對伺服驅(qū)動器的高速實(shí)時控制,重點(diǎn)研究了 EtherCAT總線通訊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法,并分析了影響通訊實(shí)時性的原因,修改了網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動和操作系統(tǒng)內(nèi)核。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:修改后的操作系統(tǒng)實(shí)時性完全滿足通訊需求。在實(shí)際應(yīng)用過程中,為降低溫度變化導(dǎo)致機(jī)器人關(guān)節(jié)摩擦補(bǔ)償失效、跟蹤精度降低的問題,提出一種考慮溫度變化的摩擦模型。通過非線性最小二乘法建立系統(tǒng)參數(shù)辨識模型,利用Levenberg—Marquardt法對該模型進(jìn)行迭代求解,建立了溫度影響下的非線性摩擦模型。為驗(yàn)證模型的有效性,引入基于摩擦模型的前饋補(bǔ)償方法,設(shè)計(jì)了機(jī)... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２六自由度串聯(lián)機(jī)器人??

＾?０?＝?３ｃ３ｔｊ?＋?２ｃ２ｔｆ?＋?Ｃｊ??假設(shè)機(jī)器人某關(guān)節(jié)在Ｉｓ內(nèi)從２０°運(yùn)動到４０°，解得到三次多項(xiàng)式的系數(shù)??＝?２０、ｑ?＝?０、ｃ２?＝?６０和￡：３?＝?—４０。該條件下三次多項(xiàng)式軌跡如圖２．３所示。??從圖中可以看出，關(guān)節(jié)角加速度在啟動階段有一個非常大的突變，關(guān)節(jié)角速度增??加和減少都特別緩慢，沒有勻速段。??多項(xiàng)式規(guī)劃由于無法直接確定速度和加速度，因此僅在特殊場合應(yīng)用。實(shí)際??應(yīng)用中，一般會考慮電機(jī)運(yùn)動速度和加速度的限制，很少會以給定起點(diǎn)、終點(diǎn)和??運(yùn)動時間的方式對軌跡進(jìn)行規(guī)劃。更為普遍的做法是給定起點(diǎn)、終點(diǎn)、速度和加??速度，計(jì)算出符合該運(yùn)動條件的軌跡。??１８??

ｌ，０）共六點(diǎn)，機(jī)器人末端以直線軌跡依次經(jīng)過這些點(diǎn)，給定運(yùn)行速度為ｌｍ／ｓ，??加速時間為２５０ｍｓ，速度規(guī)劃方式為梯形加減速，中間點(diǎn)采用位置矢量疊加的平??滑過渡方式。規(guī)劃結(jié)果如圖２．７，?２．８所示。從圖２．８中可以看出，軌跡的速度在??整個運(yùn)動過程中，均保持勻速運(yùn)行，說明每個中間點(diǎn)的過渡都非常平穩(wěn)。??Ｉ?＾?Ｉ．??Ｉ??、、、??丨??０?－１??圖２．７空間軌跡平滑規(guī)劃??２２??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3293116