末端執(zhí)行器壓腳氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)因其高效靈活和可靠性，在飛機(jī)壁板柔性制孔領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用。末端執(zhí)行器作為機(jī)器人制孔加工的核心設(shè)備，它的研制開(kāi)發(fā)是發(fā)展機(jī)器人自動(dòng)制孔系統(tǒng)的關(guān)鍵，而壓腳機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和控制是制約末端執(zhí)行器開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要因素。在此背景下，浙江大學(xué)飛機(jī)數(shù)字化裝配項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了一套機(jī)器人自動(dòng)制孔實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，本文在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以末端執(zhí)行器的壓腳機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，將其運(yùn)動(dòng)分為兩部分:一是壓腳伸出到達(dá)工件表面的過(guò)程;二是壓緊工件并保持壓腳

2、力恒定的過(guò)程，并分別對(duì)兩部分氣動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。
　　本文首先闡述自動(dòng)制孔系統(tǒng)及其末端執(zhí)行器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹壓腳機(jī)構(gòu)在末端執(zhí)行器中的作用，并提出了論文的研究?jī)?nèi)容。
　　然后針對(duì)壓腳機(jī)構(gòu)氣動(dòng)控制這一強(qiáng)非線性和時(shí)變性系統(tǒng)，提出一種非線性魯棒控制方法即滑模變結(jié)構(gòu)控制，并給出變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本綜合方法，介紹變結(jié)構(gòu)控制方法在高階微分方程描述的系統(tǒng)中的應(yīng)用，為后續(xù)滑模控制器設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。
　　接著針對(duì)制孔工藝中壓

3、腳預(yù)緊機(jī)構(gòu)快速運(yùn)動(dòng)到工件表面時(shí)產(chǎn)生的沖擊問(wèn)題，提出氣動(dòng)位置緩沖控制方法，并以原有的壓腳控制硬件為基礎(chǔ)，引入電氣比例減壓閥、光柵位移傳感器及測(cè)距傳感器，構(gòu)建壓腳氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)。在建立壓腳預(yù)緊機(jī)構(gòu)氣動(dòng)非線性模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)摩擦力模型補(bǔ)償，設(shè)計(jì)一種滑模控制器，以安裝于壓腳鼻端的測(cè)距傳感器獲取的距離信息為控制輸入，以壓腳位移作為控制反饋，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)快速小沖擊定位到工件表面;并給出氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)在MechaWare中實(shí)現(xiàn)的原理和方法。