本文關(guān)鍵詞：Delta并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： Delta機(jī)器人控制系統(tǒng) 自適應(yīng)魯棒控制 PMAC運(yùn)動控制卡

【摘要】：并聯(lián)機(jī)器人技術(shù)及其相應(yīng)應(yīng)用程序開發(fā)的速度越來越快,并具備更為精準(zhǔn)的控制精度,更為靈巧的控制策略以及更為強(qiáng)大的信息更新能力。在各種并聯(lián)機(jī)器人當(dāng)中,Delta機(jī)器人由于機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、性能和技術(shù)已相對成熟,因此具備潛在的巨大市場和社會需求。隨著人類社會逐漸步入一個(gè)嶄新的工業(yè)時(shí)代和基于專業(yè)應(yīng)用社會和個(gè)人服務(wù)的時(shí)代。未來,Delta并聯(lián)機(jī)器人將會因?yàn)槠渚珳?zhǔn)而高效的作業(yè)能力,為科技進(jìn)步及社會發(fā)展做出更為巨大的貢獻(xiàn)。本文首先對機(jī)器人進(jìn)行較為系統(tǒng)的闡述和分析,通過對Delta并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)方程進(jìn)行求解,并利用拉格朗日函數(shù)對機(jī)器人的動力學(xué)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造,從而為之后仿真及實(shí)驗(yàn)過程提供理論依據(jù)。同時(shí),通過MATLAB/SIMULINK軟件平臺,對機(jī)器人進(jìn)行笛卡爾坐標(biāo)空間內(nèi)動態(tài)模型仿真,記錄并分析機(jī)器人各關(guān)節(jié)響應(yīng)曲線及運(yùn)動軌跡。然后對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并對其進(jìn)行仿真。所采用的方法為模型參考自適應(yīng)控制,并在保持自適應(yīng)控制的條件下設(shè)計(jì)出一種自適應(yīng)魯棒控制系統(tǒng),并基于MATLAB/SIMULINK仿真平臺構(gòu)建模型參考自適應(yīng)控制以及自適應(yīng)魯棒控制的控制系統(tǒng)模型,通過對控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真,分析其各關(guān)節(jié)物理量的動態(tài)相應(yīng)曲線,從而得出自適應(yīng)魯棒控制系統(tǒng)相較現(xiàn)有的單純自適應(yīng)控制系統(tǒng)而言,在對非線性不確定性機(jī)器人系統(tǒng)的控制方面更為理想。為了驗(yàn)證自適應(yīng)魯棒控制系統(tǒng)對在機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行過程中的控制效果,本文首先搭建了一套運(yùn)動控制平臺用以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)平臺主要分為伺服控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳感器三部分,本文在第四章中將對該運(yùn)動控制平臺進(jìn)行詳細(xì)介紹,通過對伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試及實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了伺服控制系統(tǒng)的單軸控制效果。并為其接下來在Delta機(jī)器人上的應(yīng)用做準(zhǔn)備。最后,本文將所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)魯棒控制系統(tǒng)編譯為PMAC封裝語句,導(dǎo)入PMAC,并將第四章中的伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用于Delta并聯(lián)機(jī)器人上,通過對機(jī)器人進(jìn)行示教運(yùn)行,并對其各關(guān)節(jié)相關(guān)變量的參數(shù)進(jìn)行采樣,分析其動態(tài)相應(yīng)曲線,最后對結(jié)果進(jìn)行分析,從而證明了自適應(yīng)魯棒控制可以達(dá)到較為理想的控制效果。
【關(guān)鍵詞】：Delta機(jī)器人控制系統(tǒng) 自適應(yīng)魯棒控制 PMAC運(yùn)動控制卡
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 DELTA并聯(lián)機(jī)器人研究背景及意義8-11
• 1.2 并聯(lián)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究目的及意義11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)12-13
• 第2章 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)分析及仿真13-30
• 2.1 DELTA并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡介13-14
• 2.2 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)方程的表示方法14-19
• 2.2.1 機(jī)器人位姿變換方程14
• 2.2.2 機(jī)器人連桿變換矩陣及其乘積14-16
• 2.2.3 URR（聯(lián)合-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)）型機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析16-19
• 2.3 DELTA機(jī)器人動力學(xué)模型的表示方法19-23
• 2.3.1 機(jī)器人動力學(xué)概況19-20
• 2.3.2 動力學(xué)參數(shù)估計(jì)法20
• 2.3.3 牛頓—?dú)W拉法與拉格朗日法20-23
• 2.3.3.1 利用牛頓—?dú)W拉法構(gòu)建動力學(xué)方程20-21
• 2.3.3.2 利用拉格朗日函數(shù)構(gòu)建動力學(xué)方程21-22
• 2.3.3.3 關(guān)節(jié)空間與操作空間動力學(xué)方程22-23
• 2.4 DELTA機(jī)器人動態(tài)模型仿真23-29
• 2.4.1 MATLAB仿真平臺簡介23
• 2.4.2 笛卡爾坐標(biāo)系下的運(yùn)動23-24
• 2.4.3 關(guān)節(jié)空間運(yùn)動24-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于SIMULINK的DELTA機(jī)器人控制系統(tǒng)研究30-51
• 3.1 自適應(yīng)控制30-33
• 3.1.1 自適應(yīng)控制背景30-31
• 3.1.2 自適應(yīng)控制方法分類31-33
• 3.2 MATLAB/SIMULINK仿真平臺介紹33-34
• 3.3 單關(guān)節(jié)模型參考自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)34-42
• 3.3.1 基于靜摩擦環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建34-36
• 3.3.2 模型參考自適應(yīng)控制目標(biāo)36
• 3.3.3 單關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)構(gòu)建36-40
• 3.3.3.1 單關(guān)節(jié)動態(tài)方程36-38
• 3.3.3.2 控制器設(shè)計(jì)及系統(tǒng)穩(wěn)定性證明38-40
• 3.3.4 仿真實(shí)例40-42
• 3.4 三自由度并聯(lián)機(jī)器人自適應(yīng)魯棒軌跡跟蹤控制42-50
• 3.4.1 機(jī)器人自適應(yīng)魯棒控制研究背景42-43
• 3.4.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-47
• 3.4.2.1 動態(tài)方程構(gòu)建43-44
• 3.4.2.2 控制器設(shè)計(jì)44-47
• 3.4.3 仿真實(shí)例47-50
• 3.5 本章小節(jié)50-51
• 第4章 伺服控制系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)驗(yàn)51-80
• 4.1 電機(jī)及驅(qū)動器51-60
• 4.1.1 電機(jī)選型51
• 4.1.2 伺服驅(qū)動器簡介51-52
• 4.1.3 伺服系統(tǒng)通信連接52-60
• 4.1.3.1 電機(jī)與驅(qū)動器饋線連接52-57
• 4.1.3.2 利用ULTRAWARE軟件進(jìn)行通信57-60
• 4.2 TURBO PMAC簡介60-65
• 4.2.1 TURBO PMAC功能介紹60-65
• 4.2.1.1 關(guān)鍵硬件組61-63
• 4.2.1.2 關(guān)鍵的軟件組63-65
• 4.2.1.3 用戶程序65
• 4.3 上位機(jī)與驅(qū)動器通信65-73
• 4.3.1 ACC-24E2S端口定義及饋線連接65-69
• 4.3.2 電機(jī)空載試運(yùn)轉(zhuǎn)69-71
• 4.3.3 簡單程序?qū)崿F(xiàn)71-73
• 4.4 反饋系統(tǒng)簡介73-74
• 4.5 直線導(dǎo)軌伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)74-79
• 4.5.1 PID參數(shù)整定74-76
• 4.5.2 伺服控制系統(tǒng)運(yùn)行試驗(yàn)76-79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 第5章 機(jī)器人伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)應(yīng)用80-93
• 5.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)及示意圖80-82
• 5.2 運(yùn)動控制效果分析82-85
• 5.3 程序清單85-92
• 5.3.1 機(jī)器人控制應(yīng)用程序85-86
• 5.3.2 關(guān)節(jié)調(diào)速程序86-87
• 5.3.3 在實(shí)時(shí)位置確定路徑程序87-89
• 5.3.4 編碼器模數(shù)檢測程序89-90
• 5.3.5 存儲起始位置編碼器偏移量程序90-91
• 5.3.6 純位置運(yùn)動程序91-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 結(jié)論93-94
• 參考文獻(xiàn)94-96
• 研究生在讀期間學(xué)術(shù)成果96-97
• 致謝97

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