基于關(guān)節(jié)摩擦的機(jī)械手臂動(dòng)力學(xué)分析及精度設(shè)計(jì).pdf

1、摩擦是大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)中不可避免的一種現(xiàn)象,由于摩擦?xí)?lái)穩(wěn)態(tài)誤差,影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性以及系統(tǒng)精度的提高,摩擦問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。在機(jī)械手臂系統(tǒng)中,關(guān)節(jié)摩擦嚴(yán)重影響了機(jī)械手臂系統(tǒng)性能的提高,使得手臂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生誤差。低速時(shí)摩擦的非線性環(huán)節(jié)對(duì)機(jī)械手臂系統(tǒng)的影響尤為突出,因此必須采取合理的措施消除關(guān)節(jié)摩擦帶來(lái)的影響。
　　本文將減小關(guān)節(jié)摩擦對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響作為主要目的,首先對(duì)摩擦模型進(jìn)行了討論,并選定LuGre摩擦模型為研究

2、重點(diǎn);接著對(duì)磨削機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué),工作空間以及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究;分析了關(guān)節(jié)摩擦在機(jī)械系統(tǒng)中的影響,并采用自適應(yīng)控制對(duì)關(guān)節(jié)摩擦進(jìn)行補(bǔ)償。并將該理論應(yīng)用于機(jī)械手臂系統(tǒng)中,針對(duì)磨削機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的關(guān)節(jié)摩擦現(xiàn)象進(jìn)行了自適應(yīng)補(bǔ)償研究,建立了機(jī)械手臂摩擦控制原型系統(tǒng)。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)結(jié)合摩擦學(xué)領(lǐng)域的最新成果,對(duì)幾種重要的摩擦模型進(jìn)行研究。對(duì)比分析不同摩擦模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),選取LuGre摩擦模型作為文章的研究

3、對(duì)象,并實(shí)現(xiàn)了LuGre摩擦模型在預(yù)滑階段和滑動(dòng)階段的仿真。
　　(2)推導(dǎo)了六自由度磨削機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并對(duì)其工作空間進(jìn)行了求解;采用拉格朗日方法建立了磨削機(jī)械手臂的動(dòng)力學(xué)模型,并重點(diǎn)分析了關(guān)節(jié)摩擦對(duì)磨削機(jī)械手臂的影響情況。
　　(3)從理論上證明了LuGre摩擦的自適應(yīng)摩擦補(bǔ)償方法能夠消除關(guān)節(jié)摩擦對(duì)機(jī)械手臂系統(tǒng)的影響,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了采用PID控制、采用自適應(yīng)庫(kù)侖摩擦補(bǔ)償和采用自適應(yīng) LuGre摩擦補(bǔ)償?shù)确椒?/p>