本文關(guān)鍵詞：基于CPAC的SCARA機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：SCARA機(jī)器人是目前工業(yè)上使用較為廣泛的一款機(jī)器人,它主要應(yīng)用在工業(yè)上的零件搬運(yùn)和裝配。傳統(tǒng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)大多采用封閉的體系結(jié)構(gòu),而封閉的體系結(jié)構(gòu)通常采用專用的機(jī)器人語言和封閉的控制器,使用戶存難以根據(jù)自己的實(shí)際功能需求進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展�；诖搜芯勘尘�,本文提出了一種基于CPAC運(yùn)動控制器的SCARA機(jī)器人控制系統(tǒng),采用開方式的構(gòu)架和指導(dǎo)思想,對SCARA機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究和設(shè)計(jì)。論文一開始對機(jī)器人的歷史背景、研究意義以及關(guān)鍵技術(shù)做了詳細(xì)介紹,然后對工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)理論進(jìn)行了重點(diǎn)闡述,包括物體在空間位置和姿態(tài)的描述、坐標(biāo)變換、數(shù)學(xué)模型的建立、標(biāo)準(zhǔn)D-H參數(shù)的求解,正向運(yùn)動學(xué)分析和求解、逆向運(yùn)動學(xué)分析。論文提出一種以O(shè)tostudio軟件和計(jì)算機(jī)可編程自動化控制器(CPAC)作為研究的軟硬件平臺的方案,介紹了在該平臺上開發(fā)SCARA機(jī)器人的控制系統(tǒng),對系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的介紹,包括CPAC運(yùn)動控制器、Otostudio軟件平臺、SCARA機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)、示教盒、伺服驅(qū)動器和電機(jī)等。系統(tǒng)利用Otostudio軟件開發(fā)了一套示教盒控制程序,編寫了SCARA機(jī)器人控制系統(tǒng)的底層運(yùn)動控制模塊,實(shí)現(xiàn)了Jog手動運(yùn)行模式和點(diǎn)位運(yùn)動模式控制,完成了SCARA機(jī)器人單軸的正反轉(zhuǎn)以及示教-再現(xiàn)控制。與此同時(shí),本文還完成了控制系統(tǒng)的UI界面設(shè)計(jì)。最后,根據(jù)SCARA機(jī)器人的特點(diǎn),利用模糊控制器與PID控制器的相結(jié)合的控制策略對機(jī)器人控制系統(tǒng)做了相關(guān)改進(jìn),對兩種控制器的優(yōu)缺點(diǎn)取長補(bǔ)短,對伺服電機(jī)的階躍響應(yīng),以及SCARA機(jī)器人關(guān)節(jié)的軌跡跟蹤做了仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用模糊控制器與PID控制器的相結(jié)合的控制器,控制效果明顯優(yōu)于單獨(dú)的PID控制。
【關(guān)鍵詞】：SCARA機(jī)器人 CPAC運(yùn)動控制器 模糊PID 運(yùn)動學(xué)正逆解
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題研究的背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)方案的研究10
• 1.4 機(jī)器人控制算法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.5 本課題研究的意義及章節(jié)安排11-12
• 1.6 本章小結(jié)12-13
• 第2章 SCARA機(jī)器人控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)13-21
• 2.1 工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)作用及其組成13-15
• 2.2 SCARA機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件平臺15-19
• 2.2.1 CPAC運(yùn)動控制器的介紹16-17
• 2.2.2 手持示教盒17-18
• 2.2.3 驅(qū)動器及伺服電機(jī)18
• 2.2.4 SCARA機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3 CPAC軟件平臺OtoStudio簡介19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第3章 SCARA機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析21-31
• 3.1 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)系統(tǒng)分析21-24
• 3.1.1 位置與姿態(tài)的描述21-23
• 3.1.2 坐標(biāo)變換23-24
• 3.2 連桿參數(shù)和D-H變換24-26
• 3.2.1 連桿坐標(biāo)系的參數(shù)的確定24-25
• 3.2.2 D-H變換25-26
• 3.3 SCARA機(jī)器人運(yùn)動學(xué)正逆解26-30
• 3.3.1 SCARA機(jī)器人正運(yùn)動學(xué)分析26-27
• 3.3.2 SCARA機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)分析27-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 SCARA機(jī)器人示教盒系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)31-53
• 4.1 概述31
• 4.2 手持示教盒主要功能31-32
• 4.3 示教盒系統(tǒng)程序數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)32-34
• 4.3.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)狀態(tài)結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)33-34
• 4.3.2 示教信息結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)34
• 4.4 系統(tǒng)初始參數(shù)配置34-37
• 4.4.0 系統(tǒng)參數(shù)配置34-35
• 4.4.1 關(guān)節(jié)參數(shù)的初始化35-36
• 4.4.2 示教盒按鍵映射及IO定義36-37
• 4.5 程序功能模塊的設(shè)計(jì)37-50
• 4.5.1 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)37-44
• 4.5.2 示教再現(xiàn)44-47
• 4.5.3 人機(jī)交互界面47-48
• 4.5.4 文件管理模塊48-49
• 4.5.5 實(shí)時(shí)監(jiān)測及IO反饋模塊的設(shè)計(jì)49-50
• 4.6 JOG模式和點(diǎn)位運(yùn)動模式實(shí)驗(yàn)測試50-52
• 4.6.1 Jog運(yùn)動模式測試50-51
• 4.6.2 點(diǎn)位運(yùn)動的模塊測試51-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 第5章 單關(guān)節(jié)模糊PID控制算法研究53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 PID控制算法53-54
• 5.3 模糊控制算法54-56
• 5.3.1 模糊控制器的基本原理54-56
• 5.4 SCARA機(jī)器人模糊PID控制器的實(shí)現(xiàn)方案56-60
• 5.4.1 模糊PID控制系統(tǒng)56
• 5.4.2 精確量的模糊化56-58
• 5.4.3 模糊規(guī)則表建立58-60
• 5.4.4 PID參數(shù)自適應(yīng)校正60
• 5.5 仿真結(jié)果分析60-62
• 5.6 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)和展望63-65
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-70
• 附錄70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：358166