機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高以及運(yùn)行可靠性高而被選為機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本課題將機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程進(jìn)行控制,分別設(shè)計(jì)信號(hào)和能量控制器,選取協(xié)調(diào)控制策略,設(shè)計(jì)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制器。第一,首先對(duì)本課題的研究目的和意義做了介紹,對(duì)機(jī)器人及永磁同步電機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做出了簡(jiǎn)單介紹。推導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)方程以及對(duì)PMSM建立數(shù)學(xué)模型。第二,針對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制性能不佳的問題,采用滑�？刂谱鳛橄到y(tǒng)動(dòng)態(tài)過程控制器,選用端口受控哈密頓(Port-controlled Hamiltonian,PCH)控制對(duì)穩(wěn)態(tài)過程進(jìn)行控制。提出協(xié)調(diào)控制策略,設(shè)計(jì)滑模與PCH協(xié)調(diào)控制,讓兩種方法分別在不同的時(shí)間段起到主要的控制作用,克服兩種控制器單獨(dú)控制時(shí)存在的缺點(diǎn)。仿真結(jié)果表明,協(xié)調(diào)控制能夠兼具兩種控制器的優(yōu)點(diǎn),并克服各自單獨(dú)控制存在的不足。第三,針對(duì)如何將驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)器人動(dòng)力學(xué)結(jié)合起來控制問題,設(shè)計(jì)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)比例微分(Pro...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 本課題的研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機(jī)器人及永磁同步電機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)器人控制策略與研究現(xiàn)狀
        1.2.3 PMSM控制策略與研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題章節(jié)安排
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 機(jī)器人及永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
    2.1 機(jī)器人模型
        2.1.1 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
        2.1.2 關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
    2.2 PMSM數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 坐標(biāo)變換
        2.2.2 d-q坐標(biāo)系永磁同步電機(jī)(PMSM)數(shù)學(xué)模型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)滑模和哈密頓協(xié)調(diào)控制
    3.1 滑模控制器設(shè)計(jì)
    3.2 哈密頓控制器設(shè)計(jì)
    3.3 協(xié)調(diào)控制策略
    3.4 仿真結(jié)果分析對(duì)比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)PD與哈密頓協(xié)調(diào)控制
    4.1 內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)
        4.1.1 反步控制器設(shè)計(jì)
    4.2 外環(huán)控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 PD控制器設(shè)計(jì)
        4.2.2 哈密頓控制器設(shè)計(jì)
        4.2.3 協(xié)調(diào)控制策略
    4.3 仿真結(jié)果分析對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
第五章 帶有負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制
    5.1 負(fù)載觀測(cè)器設(shè)計(jì)
    5.2 控制器設(shè)計(jì)
        5.2.1 帶有觀測(cè)器的第i關(guān)節(jié)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)
        5.2.2 帶有觀測(cè)器的機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)反步控制器設(shè)計(jì)
        5.2.3 帶有觀測(cè)器的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)
    5.3 穩(wěn)定性分析
    5.4 仿真結(jié)果分析對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3878545