大型零件搬運(yùn)裝配的智能輔助設(shè)備設(shè)計(jì)及控制研究.pdf

1、智能輔助設(shè)備（IAD）是采用人機(jī)工程學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的新一代物料搬運(yùn)裝置，該項(xiàng)技術(shù)在國際上正處于起步階段。本文設(shè)計(jì)了一種由智能軌道系統(tǒng)和智能提升系統(tǒng)集成的智能輔助設(shè)備，并對(duì)其控制技術(shù)進(jìn)行了研究，主要適用于大型零件搬運(yùn)裝配的工作場合。 本文在介紹了IAD的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，比較現(xiàn)有IAD結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理的基礎(chǔ)上，確定了IAD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案，闡述了各部分的功能及工作原理。確定了軌道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了智能小車總體機(jī)械結(jié)構(gòu)，通

2、過組裝完成了智能軌道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。結(jié)合設(shè)計(jì)要求，最終完成了IAD總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 智能小車是智能軌道系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，通過控制智能小車在軌道上運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)載在平面內(nèi)的任意移動(dòng)。小車采用交流異步伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)調(diào)速性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在分析交流異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，建立了電機(jī)矢量控制的Simulink仿真模型，并進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果驗(yàn)證了電機(jī)控制模型的正確性。研究了單個(gè)智能小車在空載、帶載及預(yù)緊力變化時(shí)的

3、運(yùn)動(dòng)性能，并對(duì)X、Y方向的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)了智能軌道系統(tǒng)平面軌跡的跟蹤控制。 針對(duì)大型零件搬運(yùn)裝配過程中存在的負(fù)載擺動(dòng)問題，對(duì)IAD的負(fù)載防擺與跟蹤控制進(jìn)行研究。利用拉格朗日方程建立IAD水平運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，提出了兩種負(fù)載防擺與跟蹤控制策略?；贛ATLAB/Simulink工具箱分別設(shè)計(jì)了位置控制器和防擺控制器，完成了IAD防擺與跟蹤控制的仿真研究。并對(duì)兩種控制策略的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。 采用dSPACE實(shí)時(shí)