本文關(guān)鍵詞：澆鑄機器人協(xié)調(diào)控制研究

  更多相關(guān)文章： 陽極澆鑄機器人 建模 雙機協(xié)調(diào)控制 仿真研究

【摘要】：隨著工業(yè)機器人技術(shù)的迅速發(fā)展和技術(shù)水平的日新月異,機器人能夠勝任的工作越來越多。但是目前在電解鋁陽極澆鑄領(lǐng)域,工業(yè)機器人的應(yīng)用還比較少,傳統(tǒng)陽極澆鑄過程中工作環(huán)境惡劣,對健康危害較大,產(chǎn)品質(zhì)量由于完全依賴于人工操作,可靠性不高。研究應(yīng)用工業(yè)機器人進行澆鑄,后期可以明顯降低產(chǎn)品的單件成本,提高產(chǎn)品合格率和產(chǎn)品性能,因此在電解鋁陽極澆鑄生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前工業(yè)機器人作業(yè)研究多以單個機器人應(yīng)用為主,然而單個機器人很難完成一些程序復(fù)雜的工作。對于電解鋁陽極澆鑄任務(wù)而言,由于實際的負載大、環(huán)境復(fù)雜,單個機器人難以獨立完成澆鑄任務(wù)。對比單個機器人而言,多機器人系統(tǒng)擁有更好的經(jīng)濟性、魯棒性、并行性和容錯性。因此采用多機器人的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)比單個機器人優(yōu)越性更強。研究工作針對陽極澆鑄機器人協(xié)調(diào)控制展開,建立了陽極澆鑄機器人動力學(xué)和運動學(xué)模型,得到了D-H參數(shù)表和運動學(xué)正、逆解。在建立機械手臂數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,研究了機器人各機械臂的穩(wěn)定性。采用PSO算法和LQR控制方法對手臂穩(wěn)定性進行了仿真研究,驗證了控制的有效性。針對具體陽極澆鑄任務(wù),優(yōu)化了協(xié)調(diào)系統(tǒng)軌跡規(guī)劃運行時間。搭建了仿真實驗平臺,運用三維建模軟件進行了陽極澆鑄雙機器人系統(tǒng)的建模,使用Adams導(dǎo)入模型并添加約束,桿件質(zhì)量等因素,在Adams和KUKA sim pro軟件中進行了實際陽極澆鑄過程仿真實驗。通過仿真結(jié)果分析,驗證了本文陽極澆鑄機器人協(xié)調(diào)控制的可行性,為澆鑄機器人在實際物理澆鑄環(huán)境中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：陽極澆鑄機器人 建模 雙機協(xié)調(diào)控制 仿真研究
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)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5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電解鋁陽極澆鑄的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 陽極澆鑄機器人的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 澆鑄機器人協(xié)調(diào)運動的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 雙機器人控制技術(shù)15-16
• 1.3.1 澆鑄雙機器人協(xié)調(diào)運動15-16
• 1.3.2 陽極澆鑄機器人虛擬樣機仿真16
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 澆鑄機器人動力學(xué)和運動學(xué)模型18-32
• 2.1 陽極澆鑄機器人基本參數(shù)18
• 2.2 澆鑄機器人動力學(xué)分析18-23
• 2.2.1 澆鑄機器人拉格朗日動力學(xué)方程19-20
• 2.2.2 陽極澆鑄過程分析20-21
• 2.2.3 陽極澆鑄機器人動力學(xué)模型驗證21-23
• 2.3 機器人運動學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)23-24
• 2.3.1 機器人位姿描述23-24
• 2.3.2 機器人正運動學(xué)問題24
• 2.3.3 機器人逆運動學(xué)問題24
• 2.4 陽極澆鑄機器人運動學(xué)模型建立24-30
• 2.4.1 機器人坐標系和D-H參數(shù)表建立24-25
• 2.4.2 陽極澆鑄機器人運動學(xué)正解25-27
• 2.4.3 陽極澆鑄機器人運動學(xué)逆解27-28
• 2.4.4 陽極澆鑄機器人末端速度分析28-29
• 2.4.5 陽極澆鑄機器人運動學(xué)模型驗證29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第3章 澆鑄機器人關(guān)節(jié)控制及軌跡規(guī)劃32-47
• 3.1 基于關(guān)節(jié)角度的簡化手臂關(guān)節(jié)位置控制32-39
• 3.1.1 澆鑄機器人簡化動力學(xué)模型32-36
• 3.1.2 LQR控制器設(shè)計36
• 3.1.3 粒子群算法參數(shù)優(yōu)化36-37
• 3.1.4 陽極澆鑄機器人PSO-LQR控制效果37-39
• 3.2 陽極澆鑄機器人關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃39-43
• 3.2.1 三次多項式插值規(guī)劃方法39
• 3.2.2 陽極澆鑄機器人軌跡優(yōu)化分析39-43
• 3.3 陽極澆鑄機器人軌跡規(guī)劃ADAMS仿真43-46
• 3.3.1 軌跡規(guī)劃模型建立43-44
• 3.3.2 陽極澆鑄機器人軌跡規(guī)劃結(jié)果分析44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 雙機器人澆鑄系統(tǒng)協(xié)調(diào)運動虛擬樣機仿真47-59
• 4.1 陽極澆鑄雙機器人協(xié)調(diào)系統(tǒng)47-49
• 4.1.1 澆鑄雙機器人協(xié)調(diào)控制策略47-48
• 4.1.2 陽極澆鑄機器人協(xié)調(diào)運動約束方程48-49
• 4.2 陽極澆鑄雙機器人系統(tǒng)模型建立49-51
• 4.2.1 澆鑄系統(tǒng)模型建立過程49-50
• 4.2.2 約束及驅(qū)動添加50-51
• 4.2.3 檢查模型51
• 4.3 陽極澆鑄機器人仿真實驗及分析51-55
• 4.3.1 仿真實驗51-53
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析53-55
• 4.4 KUKA SIM PRO仿真分析55-58
• 4.4.1 陽極澆鑄機器人工作站的建立56
• 4.4.2 KUKA Sim Pro工作站仿真56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 結(jié)論和展望59-60
• 5.1 結(jié)論59
• 5.2 展望59-60
• 參考文獻60-62
• 致謝62-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文、參加的科研項目和獲獎情況63

，

本文編號：647810