本文以實(shí)驗(yàn)室研制的具有柔性關(guān)節(jié)的輕型模塊化協(xié)作機(jī)器人為研究對象,為了解決機(jī)器人由于末端集中安置三個(gè)關(guān)節(jié)模塊而導(dǎo)致機(jī)器人在高速運(yùn)行狀態(tài)下慣性效應(yīng)凸顯的問題,本文對機(jī)器人的前饋控制理論進(jìn)行了深入研究。區(qū)別于常見的力矩前饋控制,本文將雙剛體彈簧系統(tǒng)模型和在線辨識算法與動力學(xué)模型前饋結(jié)合起來,提出了一種實(shí)時(shí)性更好,操作性更強(qiáng)的前饋控制策略,提高了協(xié)作機(jī)器人在高速運(yùn)行狀態(tài)下的跟蹤精度,加快了響應(yīng)速度,提升了機(jī)器人控制系統(tǒng)的動態(tài)特性,同時(shí)減小了機(jī)器人在高速狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)誤差。根據(jù)“不銳”系列六自由度協(xié)作機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與控制要求,將兩剛體彈簧系統(tǒng)模型和慣量在線辨識算法融入到前饋控制理論中,設(shè)計(jì)出一種新型的動力學(xué)模型前饋控制系統(tǒng)。將機(jī)器人柔性關(guān)節(jié)等效為兩剛體彈簧系統(tǒng),建立兩剛體彈簧系統(tǒng)框圖模型并推導(dǎo)其傳遞函數(shù)。根據(jù)協(xié)作機(jī)器人結(jié)構(gòu)模型采用改進(jìn)后的D-H參數(shù)法建立連桿坐標(biāo)系求解機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型和雅克比矩陣,根據(jù)拉格朗日動力學(xué)公式建立機(jī)器人的動力學(xué)模型,利用Solidworks+Adams+Matlab聯(lián)合仿真方法對動力學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證,證明了所建動力學(xué)模型的正確性。將兩剛體彈簧系統(tǒng)模型的傳遞函數(shù)通過Z變換轉(zhuǎn)...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-6連桿參數(shù)

第二章協(xié)作機(jī)器人慣量前饋復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)102.3協(xié)作機(jī)器人動力學(xué)方程建模與仿真驗(yàn)證2.3.1D-H參數(shù)法運(yùn)動學(xué)建模本實(shí)驗(yàn)室研制的輕型模塊化協(xié)作機(jī)器人如圖2-5所示，該機(jī)器人是由6個(gè)模塊化旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)構(gòu)成的具有6個(gè)空間自由度的串聯(lián)機(jī)器人。關(guān)節(jié)1關(guān)節(jié)3關(guān)節(jié)2關(guān)節(jié)4關(guān)節(jié)5關(guān)節(jié)6圖2-5機(jī)....

圖2-9腰關(guān)節(jié)連桿慣性參數(shù)測量Figure2-9Measurementofinertiaparametersofbarjointlinkage

第二章協(xié)作機(jī)器人慣量前饋復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖2-10動力學(xué)模型仿真驗(yàn)證

第二章協(xié)作機(jī)器人慣量前饋復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)161232sin()52+sin()2352sin()35qtqtqt(2-18)其中，1q，2q，3q分別為關(guān)節(jié)1，2，3的角位移，單位為rad.后三個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)速設(shè)為0，機(jī)器人從初始零位開始運(yùn)動，利用Matlab和Adams聯(lián)合仿真驗(yàn)證。....

圖2-11模塊化關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

第二章協(xié)作機(jī)器人慣量前饋復(fù)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17源于齒輪、軸承、彈性地基以及連桿的彎曲與扭轉(zhuǎn)[39-40]。本實(shí)驗(yàn)室研制的協(xié)作機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)采用中空模塊化設(shè)計(jì)[41-42]，關(guān)節(jié)內(nèi)采用電機(jī)加諧波減速器的組合，電機(jī)與減速器之間采用帶輪傳動，中空的設(shè)計(jì)減輕了各關(guān)節(jié)模塊的質(zhì)量，采用諧波減速....

本文編號：3957166