高速并聯(lián)機(jī)械手臂最優(yōu)控制策略研究.pdf

1、本文針對兩自由度并聯(lián)機(jī)械手關(guān)節(jié)之間耦合力以及高速運(yùn)行時(shí)動(dòng)力學(xué)模型不準(zhǔn)確和在往復(fù)式運(yùn)行過程中產(chǎn)生躍度過大引起的抖動(dòng)問題,對本課題中機(jī)械手臂分別設(shè)計(jì)了自抗擾非線性控制器和基于滑模自適應(yīng)力矩前饋補(bǔ)償?shù)姆蔷€性控制器,在此基礎(chǔ)上建立了整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)加入柔性關(guān)節(jié)的機(jī)電耦合系統(tǒng)參數(shù)化模型,并對所設(shè)計(jì)的控制算法和所規(guī)劃出的軌跡進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。對并聯(lián)機(jī)器人在操作空間中的運(yùn)行軌跡做了基于遺傳算法求優(yōu)的三次樣條插值,最后規(guī)劃出了機(jī)器人操作空間軌跡,完成了實(shí)驗(yàn)

2、系統(tǒng)的搭建、控制系統(tǒng)軟件編程以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 第一,論文針對機(jī)械手實(shí)際控制過程中一般的比例-微分(PD)控制策略所引起的機(jī)器人關(guān)鍵位置跟蹤精度不高、超調(diào)過大的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了自抗擾控制算法,解決了超調(diào)和關(guān)節(jié)位置精度跟蹤問題。
　　 第二,根據(jù)機(jī)器人在往復(fù)式的搬運(yùn)和分揀操縱過程中的高速性要求,結(jié)合了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的不確定性,設(shè)計(jì)出滑模自適應(yīng)控制算法,解決了機(jī)械手臂高速運(yùn)行下的精度跟蹤問題。并且針對電機(jī)電流噪聲過大的缺點(diǎn),設(shè)

3、計(jì)了自適應(yīng)kalman濾波算法,并且針對電機(jī)的動(dòng)力學(xué)模型建立了自適應(yīng)Kalman算法辨識(shí)出機(jī)械手臂廣義力。
　　 第三,結(jié)合SimMechanics工具箱,建立了整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)電耦合系統(tǒng)的參數(shù)化的剛體動(dòng)力學(xué)模型,對所設(shè)計(jì)的控制算法進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。
　　 第四,由于整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)在高速運(yùn)行時(shí),機(jī)械部分抖動(dòng)大,而且電機(jī)輸出的速度和加速度以及力矩和功率的特性,建立了軌跡規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù),并且加入了動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)作為其約束條