3R欠驅動機器人位置控制方法與實驗研究.pdf

1、欠驅動機器人是一類含有被動關節(jié)，控制輸入數目少于系統(tǒng)自由度數的機械系統(tǒng)，具有成本低、結構緊湊、靈活性好及能耗低等優(yōu)點，因此有重要的理論意義和廣闊的應用前景。由于欠驅動機器屬于二階非完整約束系統(tǒng)，所以與全驅動機器人相比，控制難度大大增加。目前，該類機器人受到越來越多的人們關注，成為機器人研究的新熱點。
　　 本文以被動關節(jié)完全自由的欠驅動3R平面機器人為研究對象，采用智能控制方法，通過三自由度欠驅動機器人位置控制的數值仿真與實驗，

2、實現了操作空間中機器人末端點到點的位置控制.
　　 首先，利用Lagrange方程，建立了含有關節(jié)集中質量和關節(jié)摩擦力的欠驅動3R機器人動力學模型。以該模型為基礎，基于分層模糊控制思想，運用遺傳算法優(yōu)化模糊控制規(guī)則，對3R欠驅動機器人的位置控制進行了仿真分析。
　　 其次，采用具有簡單控制規(guī)則的模糊控制，分別對機器人3個關節(jié)同時啟動和同步運動兩種情況進行了仿真分析。末端位置分解為主動關節(jié)的旋轉與被動關節(jié)的伸展或收縮。主動

3、關節(jié)的控制力矩通過對控制量的加權求得，該方法具有實時計算量小及參數易調節(jié)等優(yōu)點。
　　 然后，設計并搭建了欠驅動機器人實驗系統(tǒng)。該實驗系統(tǒng)主要有4自由度機械臂和電氣控制系統(tǒng)組成。每個關節(jié)處安裝有增量式編碼器，用于實施位置反饋控制。并編制控制界面，用于設置位置控制參數和實時反饋位置信息。該系統(tǒng)為深入開展欠驅動機器人的實驗研究提供了軟件和硬件平臺。
　　 最后，以所述方法和所設計的實驗平臺為基礎，針對同時啟動和同步運動兩種情