SCARA型機(jī)器人魯棒控制及仿真的研究.pdf

1、平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人又稱SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)型機(jī)器人，是一種應(yīng)用于裝配作業(yè)的機(jī)器人手臂。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)其運(yùn)動(dòng)的速度、精度及有效載荷能力提出了更高的要求。由于機(jī)器人性能要求的提高及其工作環(huán)境的復(fù)雜性，勢(shì)必會(huì)受到環(huán)境變化和不確定因素的影響，從而影響其裝配的精度。 本文首先對(duì)SCARA型機(jī)器人的本體進(jìn)行分析，在充分了解了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和工作空間的基礎(chǔ)上分別利用測(cè)地

2、線的方法和拉格朗日法建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。 本文針對(duì)機(jī)器人在工作中遇到的不確定因素的影響，如本體的摩擦力、參數(shù)的變化、工作中的抖動(dòng)等因素，結(jié)合魯棒控制理論，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了有效的規(guī)劃及仿真。同時(shí)引入前饋補(bǔ)償，有效抑制各種干擾因素。 由于機(jī)器人系統(tǒng)具有時(shí)變、強(qiáng)耦合和非線性的動(dòng)力學(xué)特征，其控制是十分復(fù)雜的，本文在充分分析了其測(cè)量和建模的不精確、負(fù)載的變化以及外部擾動(dòng)等因素的基礎(chǔ)上，建立了較為精確和完整的機(jī)

3、器人動(dòng)態(tài)模型。同時(shí)借助H∞控制方法來研究如何在干擾作用下設(shè)計(jì)控制器使系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定且使干擾對(duì)輸出的影響小于一定程度，并且使系統(tǒng)具有一定的魯棒穩(wěn)定性。 利用MATLAB中的S-function函數(shù)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行仿真。根據(jù)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)方程，編寫相應(yīng)的程序，由機(jī)器人系統(tǒng)初始狀態(tài)條件，通過仿真得出關(guān)節(jié)的控制輸出，結(jié)果表明其達(dá)到了較好的控制效果。 最后，本文結(jié)合SolidWorks和3DSMAX軟件對(duì)機(jī)器人進(jìn)行三維實(shí)體造型，并利用