番茄采摘機(jī)器人夾持系統(tǒng)的加減速過程研究.pdf

1、番茄采摘機(jī)器人夾持系統(tǒng)的夾持過程是一個(gè)具有高速碰撞的加減速過程，在連續(xù)夾持過程中電動(dòng)機(jī)耗能較大。而采摘機(jī)器人通常情況下都是在田間長時(shí)間作業(yè)，采用蓄電池供電，蓄電池的蓄電量較為有限，因此如何減少夾持過程中的電動(dòng)機(jī)耗能是一個(gè)很有實(shí)際意義的課題。本文對(duì)基于能量最優(yōu)的夾持系統(tǒng)加減速過程進(jìn)行研究，開展的主要工作有： 1．研究了PMAC運(yùn)動(dòng)控制器中理想加減速控制算法的最小耗能和梯形、二次樣條曲線、S曲線加減速算法的速度函數(shù)，然后根據(jù)速度函數(shù)

2、與電機(jī)耗能之間的關(guān)系求出了各加減速控制算法的耗能函數(shù)，并通過MATLAB編程求最小值，發(fā)現(xiàn)當(dāng)梯形曲線的加速時(shí)間和二次樣條曲線的加加速時(shí)間分別設(shè)為T/3和T/6；S曲線的加加速時(shí)間和勻加速時(shí)間設(shè)為0.01T和0.32T，能夠分別獲得加減速算法基于能量最優(yōu)的速度輪廓。 2．研究了不同加減速算法在不同時(shí)間設(shè)置情況下的耗能，通過與最優(yōu)速度輪廓的耗能比較，發(fā)現(xiàn)同一算法在不同時(shí)間參數(shù)設(shè)置時(shí)耗能差別明顯，此外不同算法之間的耗能水平也有明顯差別

3、。因此綜合考慮系統(tǒng)的平穩(wěn)性和耗能因素對(duì)采摘機(jī)器人夾持系統(tǒng)的影響，對(duì)夾持系統(tǒng)的加減速過程選擇使用t1、t2分別為0.01T和0.32T的S曲線加減速控制算法。 3．研究了半熟期番茄受力與變形關(guān)系，得出在彈性階段番茄受力與變形呈線性關(guān)系，判斷利用番茄受力與變形的關(guān)系對(duì)番茄進(jìn)行穩(wěn)定可靠夾持控制策略是可行的。 4．研究了準(zhǔn)靜態(tài)條件下采摘機(jī)器人柔性夾持系統(tǒng)電機(jī)輸入電流(力矩)與手指夾持力之間的關(guān)系，并建立了數(shù)學(xué)模型；通過手指穩(wěn)定夾